本發(fā)明屬于雙鈣鈦礦晶體后處理領域，更具體地，涉及一種雙鈣鈦礦晶體的后處理方法及應用，該方法可減少雙鈣鈦礦晶體(如cs2agbix6晶體)的缺陷，降低晶體的漏電流，提高晶體的μτ乘積(遷移率×平均壽命)和降低表面復合速率s。
背景技術：
：cs2agbix6是一種鈣鈦礦材料，其光電性能優(yōu)越，且平均原子序數(shù)大，很適合作為輻射探測器材料。晶體具有低的漏電流和高的μτ乘積對于輻射探測非常有利，但受制備方法限制，目前cs2agbix6晶體仍存在漏電流大、晶體的載流子遷移率和載流子壽命乘積(μτ)乘積不高等缺陷，因此非常有必要對晶體進行后處理，提高晶體的輻射探測性能。目前，尚沒有一種對cs2agbix6晶體后處理的方法，因此，非常有必要發(fā)明一種后處理方法，提高cs2agbix6晶體的質量。技術實現(xiàn)要素：針對現(xiàn)有技術的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明的目的在于提供一種雙鈣鈦礦晶體的后處理方法及應用，其中通過對關鍵后處理所采用的工藝流程、以及各個工藝步驟所采用的具體條件參數(shù)(如退火的溫度及時間，表面鈍化處理所采用的具體溶劑種類及處理時間等)進行改進，與現(xiàn)有技術相比能夠有效解決雙鈣鈦礦cs2agbix6晶體ag、bi的錯位發(fā)生概率高、晶體內(nèi)部缺陷多、晶體的載流子遷移率和載流子壽命乘積(μτ)乘積不高等問題，并且本發(fā)明中的后處理方法，能夠有效去除雙鈣鈦礦cs2agbix6晶體的表面態(tài)，降低漏電流，使得后處理后的晶體尤其適用于應用于輻射探測器中。為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種雙鈣鈦礦晶體的后處理方法，其特征在于，包括以下步驟：對雙鈣鈦礦晶體cs2agbix6進行退火處理，然后冷卻，接著對冷卻后的所述晶體利用溶劑進行表面鈍化處理，從而提高該雙鈣鈦礦晶體的空穴遷移率，降低其表面復合速率；其中，對于所述雙鈣鈦礦晶體cs2agbix6，x為cl或br。作為本發(fā)明的進一步優(yōu)選，所述退火處理的退火溫度為100～200℃，退火時間為30～120min；優(yōu)選的，該退火處理是在空氣中進行的。作為本發(fā)明的進一步優(yōu)選，所述冷卻是在空氣中自然冷卻5～15min。作為本發(fā)明的進一步優(yōu)選，所述表面鈍化處理所采用的所述溶劑為丙酮、乙醇、乙酸乙酯或異丙醇；所述表面鈍化處理是將所述晶體浸沒于所述溶劑中浸泡10～15min，然后再將所述晶體取出并晾干。作為本發(fā)明的進一步優(yōu)選，所述雙鈣鈦礦晶體cs2agbix6其制備過程包括以下步驟：按2:1:1的摩爾比稱量csx、agx、以及bix3，并將它們與鹵化氫溶液混合得到混合溶液，接著，將該混合溶液加熱至110～130℃，充分溶解后，以1～3℃/h的速度降溫，從而得到cs2agbix6雙鈣鈦礦晶體。作為本發(fā)明的進一步優(yōu)選，所述鹵化氫溶液為氯化氫溶液或溴化氫溶液。按照本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供了利用上述雙鈣鈦礦晶體的后處理方法處理得到的雙鈣鈦礦晶體在輻射探測器中的應用。按照本發(fā)明的又一方面，本發(fā)明提供了一種輻射探測器，其特征在于，該輻射探測器包括利用上述雙鈣鈦礦晶體的后處理方法處理得到的雙鈣鈦礦晶體。作為本發(fā)明的進一步優(yōu)選，在所述雙鈣鈦礦晶體的一組相對的表面上還蒸鍍有電極。作為本發(fā)明的進一步優(yōu)選，所述電極可為厚度為20～60nm的金電極或銅電極。通過本發(fā)明所構思的以上技術方案，與現(xiàn)有技術相比，同時利用退火處理以及表面鈍化處理對雙鈣鈦礦cs2agbix6晶體進行后處理，能夠降低cs2agbix6晶體中ag、bi的錯位以及晶體內(nèi)部的其他缺陷，提高μτ乘積。cs2agbix6晶體作為一種雙鈣鈦礦材料，晶體容易存在ag、bi的錯位現(xiàn)象，導致晶體內(nèi)部缺陷增多，影響晶體的載流子遷移率和載流子壽命乘積(μτ)乘積，進而影響晶體的探測性能。本發(fā)明通過熱退火處理，尤其控制熱退火處理所采用的氣氛、退火溫度及時間等參數(shù)條件，可以有效地降低晶體內(nèi)部缺陷密度，恢復晶體本身結構，使得器件性能能夠大幅度提升。同時，由于cs2agbix6晶體通常采用溶液法進行生長，所得晶體具有表面態(tài)，使得晶體的漏電流增大，而本發(fā)明通過采用特定溶液清洗晶體表面(例如，可將晶體完成浸沒于用于表面鈍化的溶劑中)，能有效去除晶體表面態(tài)，降低漏電流，大幅提高晶體的輻射探測性能。本發(fā)明通過熱退火處理提高晶體的遷移率和缺陷密度，再通過溶劑表面鈍化去除晶體表面態(tài)，降低晶體表面復合速率，通過后處理方法中各個工藝步驟的整體配合，從而提高晶體的性能。傳統(tǒng)的鉛基鹵素鈣鈦礦單晶采用臭氧處理進行表面鈍化，而cs2agbix6晶體由于本身存在ag、bi錯位現(xiàn)象，使得內(nèi)部缺陷增多，且生長環(huán)境使得其表面存在表面態(tài)，無法使用臭氧處理達到鈍化效果。本發(fā)明中采用熱退火處理，有效降低晶體內(nèi)部缺陷，恢復晶體結構，提高晶體的μτ乘積。進而，采用濕法鈍化晶體表面，去除晶體表面態(tài)，降低晶體的漏電流和晶體表面復合速率。所采用的一套后處理方法，工藝簡單、成本低，處理效果明顯，可使晶體的μτ乘積(遷移率×平均壽命)提高2倍，使晶體漏電流降低了90倍，使表面復合速率降低了23倍?？梢姡景l(fā)明采用熱退火處理和溶液濕法鈍化處理晶體的后處理方法，工藝流程簡單、成本低、效果好。本發(fā)明中的cs2agbix6晶體后處理方法，工藝簡單、處理成本低，可有效降低cs2agbix6晶體的漏電流，并有效提高晶體的μτ乘積(遷移率×平均壽命)和降低表面復合速率。附圖說明圖1是實施例1中cs2agbibr6單晶后處理前、后的i-v測試結果對比圖；圖2是實施例1中cs2agbibr6單晶處理前、后的μτ測試結果對比圖；圖3是實施例1中cs2agbibr6單晶處理前、后的x射線靈敏度測試對比圖。具體實施方式為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所涉及到的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。本發(fā)明中cs2agbix6單晶的后處理方法，概括來說包括以下步驟：(1)將cs2agbix6單晶從長晶前驅體中取出后，直接于空氣中，在100～200℃條件下退火處理30～120min(例如，可在空氣中用熱臺或者烘箱中進行100～150℃退火處理30～120min)；(2)將步驟(1)中晶體在空氣中放置5～15min自然冷卻；(3)將退火后晶體浸泡于表面處理溶劑(丙酮、乙醇、乙酸乙酯或異丙醇，這些表面處理溶劑優(yōu)選為能夠完全浸沒晶體的足量溶液)中10～15min，此步驟中溶劑溫度可以為室溫(如20℃～30℃)；(4)將步驟(3)中晶體取出后自然晾干(當然，也可用洗耳球或其他方式吹干)，從而完成cs2agbibr6單晶的后處理過程。實施例1本實施例中cs2agbibr6晶體的后處理方法，具體包括以下幾個步驟：(1)用鑷子將在溶液中生長的cs2agbibr6取出；(2)將取出的cs2agbibr6放置在100℃的烘箱中，在空氣環(huán)境中進行退火處理30min；(3)將步驟(2)中晶體從烘箱中取出，放置在空氣中冷卻5min；(4)配制能夠完全浸沒晶體的足量的異丙醇溶液；(5)將步驟(3)中的晶體浸泡在步驟(4)配制的異丙醇溶液中10min；(6)將步驟(5)中的晶體放置于空氣中自然晾干，即完成晶體的后處理，取出晶體進行性能測試；(7)取后處理的晶體和無進行后處理的晶體即對照樣，在其上下表面蒸鍍40nm厚的金電極，并進行性能測試；(8)使用半導體分析儀對上述后處理晶體和無后處理晶體即對照樣進行i-v測試，研究晶體的漏電流情況，具體結果如圖1所示，從圖1可以看出，在相同電壓下，經(jīng)過后處理的晶體的漏電流較于沒有后處理的晶體小了90倍，這說明后處理效果明顯；(9)使用半導體分析儀和led光源對晶體進行μτ乘積的測試，將處理后的晶體和無處理的晶體分別放在led光源下，通過改變加在晶體兩端的電壓，得到一系列的晶體光響應，通過繪圖擬合曲線，如圖2所示，可計算出晶體的μτ乘積。從圖2可以看出，經(jīng)過后處理的晶體的μτ乘積比沒有后處理的晶體提高了2倍，表面復合速率降低了23倍，這說明了后處理效果明顯。(10)將處理后的晶體和無處理的晶體用以x射線探測，如圖3所示，處理后晶體的對x射線響應的靈敏度提高了1.6倍，說明后處理效果明顯。實施例2(1)用鑷子將在溶液中生長的cs2agbibr6取出；(2)將取出的cs2agbibr6放置在200℃的烘箱中，在空氣環(huán)境中進行退火處理120min；(3)將步驟(2)中晶體從烘箱中取出，放置在空氣中冷卻15min；(4)配制能夠完全浸沒晶體的足量的乙醇溶液；(5)將步驟(3)中的晶體浸泡在步驟(4)配制的乙醇溶液中15min；(6)將步驟(5)中的晶體放置于空氣中自然晾干，即完成晶體的后處理，取出晶體進行性能測試；(7)取后處理的晶體和無進行后處理的晶體即對照樣，在其上下表面蒸鍍40nm厚的金電極，并進行性能測試；(8)使用半導體分析儀對上述后處理晶體和無后處理晶體即對照樣進行i-v測試，研究晶體的漏電流情況，在相同電壓下，經(jīng)過后處理的晶體的漏電流較于沒有后處理的晶體有明顯減小，這說明后處理效果明顯；(9)使用半導體分析儀和led光源對晶體進行μτ乘積的測試，將處理后的晶體和無處理的晶體分別放在led光源下，通過改變加在晶體兩端的電壓，得到一系列的晶體光響應，通過繪圖擬合曲線。經(jīng)過后處理的晶體的μτ乘積比沒有后處理的晶體明顯提高，表面復合速率降低，這說明了后處理效果明顯。(10)將處理后的晶體和無處理的晶體用以x射線探測，處理后晶體的對x射線響應的靈敏度提高，說明后處理效果明顯。實施例3(1)用鑷子將在溶液中生長的cs2agbicl6取出；(2)將取出的cs2agbicl6放置在150℃的烘箱中，在空氣環(huán)境中進行退火處理90min；(3)將步驟(2)中晶體從烘箱中取出，放置在空氣中冷卻10min；(4)配制能夠完全浸沒晶體的足量的丙酮溶液；(5)將步驟(3)中的晶體浸泡在步驟(4)配制的丙酮溶液中10min；(6)將步驟(5)中的晶體放置于空氣中自然晾干，即完成晶體的后處理，取出晶體進行性能測試；(7)取后處理的晶體和無進行后處理的晶體即對照樣，在其上下表面蒸鍍40nm厚的金電極，并進行性能測試；(8)使用半導體分析儀對上述后處理晶體和無后處理晶體即對照樣進行i-v測試，研究晶體的漏電流情況，在相同電壓下，經(jīng)過后處理的晶體的漏電流較于沒有后處理的晶體有明顯減小，這說明后處理效果明顯；(9)使用半導體分析儀和led光源對晶體進行μτ乘積的測試，將處理后的晶體和無處理的晶體分別放在led光源下，通過改變加在晶體兩端的電壓，得到一系列的晶體光響應，通過繪圖擬合曲線。經(jīng)過后處理的晶體的μτ乘積比沒有后處理的晶體明顯提高，表面復合速率降低，這說明了后處理效果明顯。(10)將處理后的晶體和無處理的晶體用以x射線探測，處理后晶體的對x射線響應的靈敏度提高，說明后處理效果明顯。實施例4(1)用鑷子將在溶液中生長的cs2agbicl6取出；(2)將取出的cs2agbicl6放置在150℃的烘箱中，在空氣環(huán)境中進行退火處理90min；(3)將步驟(2)中晶體從烘箱中取出，放置在空氣中冷卻10min；(4)配制能夠完全浸沒晶體的足量的乙酸乙酯溶液；(5)將步驟(3)中的晶體浸泡在步驟(4)配制的乙酸乙酯溶液中10min；(6)將步驟(5)中的晶體放置于空氣中自然晾干，即完成晶體的后處理，取出晶體進行性能測試；(7)取后處理的晶體和無進行后處理的晶體即對照樣，在其上下表面蒸鍍40nm厚的金電極，并進行性能測試；(8)使用半導體分析儀對上述后處理晶體和無后處理晶體即對照樣進行i-v測試，研究晶體的漏電流情況，在相同電壓下，經(jīng)過后處理的晶體的漏電流較于沒有后處理的晶體有明顯減小，這說明后處理效果明顯；(9)使用半導體分析儀和led光源對晶體進行μτ乘積的測試，將處理后的晶體和無處理的晶體分別放在led光源下，通過改變加在晶體兩端的電壓，得到一系列的晶體光響應，通過繪圖擬合曲線。經(jīng)過后處理的晶體的μτ乘積比沒有后處理的晶體明顯提高，表面復合速率降低，這說明了后處理效果明顯。(10)將處理后的晶體和無處理的晶體用以x射線探測，處理后晶體的對x射線響應的靈敏度提高，說明后處理效果明顯。表1所示為各溶液處理后cs2agbibr6單晶的漏電流變化和光電流變化。表1處理溶液漏電流(pa)光電流(na)丙酮3114.9異丙醇7690.0乙醇6270.0乙酸乙酯2355.1對照樣110052.3除上述實施例外，利用本發(fā)明后處理方法處理得到的雙鈣鈦礦晶體尤其可應用于輻射探測器中；在具體應用時，可在雙鈣鈦礦晶體的一組相對的表面(如上表面和下表面)上蒸鍍電極(如金電極或銅電極)，每一個電極層的厚度為20～60nm(尤其是40nm)。本發(fā)明中的后處理方法尤其適用于溶液法生長得到的雙鈣鈦礦晶體；例如，可按2:1:1的摩爾比稱量csx、agx、以及bix3，并將它們與鹵化氫溶液混合得到混合溶液，接著，將該混合溶液加熱至110～130℃，充分溶解后，以1～3℃/h的速度降溫，當溫度降至50～70℃時，晶體析出，接著可繼續(xù)降溫使晶體進一步長大，從而得到cs2agbix6雙鈣鈦礦晶體。當然，除上述溶液法外，也可采用其他溶液法(如水熱法等)生長cs2agbix6雙鈣鈦礦晶體(例如，可參考現(xiàn)有技術文獻：[1].weif,dengz,suns,etal.thesynthesisandpropertiesofalead-freehybriddoubleperovskite:(ch3nh3)2agbibr6[j].chemistryofmaterials,2017.[2]volonakisg,haghighiradaa,milotrl,etal.cs2inagcl6:anewlead-freehalidedoubleperovskitewithdirectbandgap[j].thejournalofphysicalchemistryletters,2017,8(4):772-778.[3]slavneyah,hut,lindenbergam,etal.abismuth-halidedoubleperovskitewithlongcarrierrecombinationlifetimeforphotovoltaicapplications[j].journaloftheamericanchemicalsociety,2016,138(7):2138-2141.等)。本領域的技術人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。當前第1頁12