评审组:电子与通信技术组
项目名称:高性能钙钛矿单晶X射线探测器
提名单位: 陕西省教育厅
提名等级:二等奖
提名单位意见: 该项目针对高质量大尺寸钙钛矿单晶生长困难、离子型钙钛矿在复杂多变环境下晶体结构容易受损导致X射线探测性能衰减快、单晶内部离子迁移严重使得探测器响应信号不稳、高稳定单晶无法兼顾高载流子传输效率导致探测器灵敏度低等问题,围绕钙钛矿单晶生长方法设计、晶体结构调控、载流子传输效率提升和单晶X射线探测器制备优化方面开展了系统研究,研制了高灵敏钙钛矿单晶X射线探测器,为具有自主知识产权的高性能X射线成像系统的集成开发奠定了基础。基于以上成果,该项目共发表高水平论文30余篇,其中包括Adv. Mater. (12篇)、Sci. Adv. (2篇)、Nat. Commun. (2篇)。相关成果申请、授权国家发明专利10余项。研究的钙钛矿单晶生长方法和单晶X射线探测器制备策略得到了同行专家的高度认可,并被多次采用。5篇代表性论文中有3篇入选高被引论文,5篇代表性论文总他引1271次,单篇最多他引517次,产生了广泛的学术影响。此外,依托以上原创性研究成果,项目团队在陕西省秦创原总窗口转化成立了西安能材光电科技有限公司,先后得到了秦创原创新促进中心、陕西省科学技术厅等单位的投资和资助,主要从事大尺寸金属卤化物钙钛矿单晶批量生产及单晶光电器件开发。
项目简介:

客观评价:

代表性论文专著目录:

主要完成人情况:
  1. 姓名:刘渝城
    排名:1
    行政职务:无
    技术职称:研究员
    工作单位:陕西师范大学
    完成项目时所在单位:陕西师范大学
    对本项目主要学术贡献:(1)工作内容:项目实验设计,验证项目设想。具体实施了普适性大尺寸高质量钙钛矿单晶生长策略研究,研究了钙钛矿单晶低温溶液成核热力学和生长动力学机理;发展了抑制钙钛矿单晶离子迁移和提高稳定性方法,提出了离子扩散交换反应原位外延生长策略,解决了钙钛矿单晶外延生长晶格失配难题;发展了集冷却-润滑-化学保护-原位钝化一体化单晶与读出电路集成策略,成功组装了钙钛矿单晶线性阵列X射线探测器,实现了高分辨X射线成像。 (2)对科学发现1,2,3均有贡献。 (3)支撑材料见代表性论文1,2,3,4,5。
  2. 姓名:张云霞
    排名:2
    行政职务:无
    技术职称:副教授
    工作单位:西安邮电大学
    完成项目时所在单位:西安邮电大学
    对本项目主要学术贡献:(1)工作内容:参与设计实验和验证项目设想。具体参与实施了大尺寸高质量钙钛矿单晶生长,研究了钙钛矿单晶低温溶液成核热力学和生长动力学机理晶格应力调控稳定钙钛矿单晶;参与实施了原位外延构筑异质结抑制单晶离子迁移;参与实施了氢键调控层间距提升钙钛矿单晶载流子传输效率;实施了钙钛矿单晶X 射线探测器制备、集成和性能优化。 (2)对科学发现1,2,3均有贡献。 (3)支撑材料见代表性论文1,2,3,4,5。
  3. 姓名:冯江山
    排名:3
    行政职务:无
    技术职称:副研究员
    工作单位:陕西师范大学
    完成项目时所在单位:陕西师范大学
    对本项目主要学术贡献:(1)工作内容:参与设计实验和验证项目设想。具体参与实施了大尺寸高质量钙钛矿单晶生长,参与研究了钙钛矿单晶低温溶液成核热力学和生长动力学机理,实现了晶格应力调控稳定钙钛矿单晶;参与实施了钙钛矿在复杂环境下分解、相变、离子迁移和缺陷产生规律研究,获得了免掺杂高稳定黑色相甲脒基钙钛矿单晶;参与了单晶X 射线探测器制备、集成和性能优化研究。 (2)对科学发现1有贡献。 (3)支撑材料见代表性论文1,2。
  4. 姓名:储德朋
    排名:4
    行政职务:无
    技术职称:无
    工作单位:陕西师范大学
    完成项目时所在单位:陕西师范大学
    对本项目主要学术贡献:(1)工作内容:参与设计实验和验证项目设想。具体参与实施了钙钛矿在复杂环境下分解、相变、离子迁移和缺陷产生的主要规律研究,揭示了甲脒基钙钛矿在室温下相不稳定的内在原因,提出了氧气热扩散退火降低单晶晶格应力策略,获得了免掺杂高稳定黑色相甲脒基钙钛矿单晶;参与实施了钙钛矿单晶X 射线探测器制备、集成和性能优化研究。 (2)对科学发现1有贡献。 (3)支撑材料见代表性论文2。
  5. 姓名:孙华明
    排名:5
    行政职务:无
    技术职称:教授
    工作单位:陕西师范大学
    完成项目时所在单位:陕西师范大学
    对本项目主要学术贡献:(1)工作内容:参与设计实验和验证项目设想。具体参与实施了钙钛矿溶液升温过程中成核主导机制研究,参与提出过饱和溶液预结晶策略显著降低了单晶成核数量,获得了高质量层状无铅钙钛矿单晶;参与实施了单晶探测器在极端环境下长时间连续工作稳定性研究。 (2)对科学发现2有贡献。 (3)支撑材料见代表性论文4。
  6. 姓名:贾彬霞
    排名:6
    行政职务:无
    技术职称:无
    工作单位:陕西师范大学
    完成项目时所在单位:陕西师范大学
    对本项目主要学术贡献:(1)工作内容:参与设计实验和验证项目设想。具体参与实施了钙钛矿在复杂环境下分解、相变、离子迁移和缺陷产生的主要规律研究,氧气热扩散退火降低单晶晶格应力研究,获得了免掺杂高稳定黑色相甲脒基钙钛矿单晶;参与实施了钙钛矿单晶X 射线探测器制备、集成和性能优化研究。 (2)对科学发现1有贡献。 (3)支撑材料见代表性论文2。
主要完成单位:
  1. 单位名称:陕西师范大学
    单位贡献:作为本项目的依托单位,陕西师范大学为项目的顺利完成、并且取得具有显著创造性的成果,做出了重要贡献,主要体现在: 1)组织并完成了项目策划和实施工作; 2)为项目的顺利实施提供了人力资源与优质的工作环境和场所; 3)提供了本项目所需的设备、能源、图书资料和网络数据库等资源; 4)陕西师范大学大型仪器测试分析平台,为本项目提供了研究所需要实验设备条件。

  2. 单位名称:西安邮电大学
    单位贡献:作为本项目的合作完成单位,西安邮电大学为项目的顺利完成并取得优异成绩做出了重要贡献,主要表现为: 1)组织并完成了项目策划和实施工作; 2)为项目的顺利实施提供了人力资源与优质的工作环境和场所; 3)提供了本项目所需的部分设备、能源、图书资料和数据库等资源;

完成人合作关系说明: 完成人合作关系说明:1
陕西省科技厅成果处