无铅AG3Bi2I9型钙钛矿由于其高体电阻率、强 X 射线吸收以及低的离子迁移率，已被证明是一类可用于高性能 X 射线探测的新型半导体。
近日，我校钙钛矿材料与器件团队设计了一种具有全-NH2终端的氨基胍(AG) A位阳离子，通过形成更多更强的N−H···I氢键来缩短AG3Bi2I9层间间距，有效提高了单晶纵向载流子迁移能力。研究结果表明，采用低温溶液法生长的大尺寸AG3Bi2I9单晶获得了目前非铅钙钛矿单晶最大的迁移率-寿命乘积（7.94 × 10-3 cm2 V-1），相较本团队先前研究的最佳MA3Bi2I9单晶的迁移率-寿命乘积 (2.87 × 10-3 cm2 V-1）有大幅提升。此外，使用AG3Bi2I9 单晶组装的 X 射线探测器具有5791 uC Gy−1 cm−2的高灵敏度和2.6 nGy s−1的低检测限，其灵敏度高于目前商用X射线探测器的10倍，检测限也远远低于国际医学X射线成像最低剂量标准。AG3Bi2I9 单晶探测器同时具有690 μs的短响应时间和优异的高能射线连续辐照稳定性。此外，高灵敏度、低噪声电流以及高稳定性使得探测器实现了空间分辨率高达8.7 lp mm-1 的X 射线成像。
该工作得到国家自然科学基金（62104137、62174103、62005148）、中国博士后创新人才支持计划（BX2021173）、陕西省重点研发计划 （2023-YBGY -424）、111项目（B21005）、材料科学与工程学院创新团队等多个项目的支持。该论文第一作者为山西大学陈明副教授、硕士研究生董晓凤和我校材料科学与工程技术学院硕士研究生储德朋，通讯作者是我校刘渝城研究员、刘生忠教授。
原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202211977
