近日，东南大学徐晓宝/雷威团队在钙钛矿晶圆制备领域取得重要进展，成功开发出一种六英寸高纯度铅卤钙钛矿晶圆制备工艺。这一技术解决了钙钛矿大面积均匀性与缺陷控制的难题，为高性能辐射成像系统的实际应用铺平了道路。相关研究成果发表在《Advanced Functional Materials》上。

铅卤钙钛矿材料因其优异的光学性能和低成本，在太阳能电池、辐射探测、发光显示等领域展现出巨大潜力。然而，产业化的核心瓶颈在于缺乏标准化的大尺寸晶圆制造技术。目前，钙钛矿晶圆制备方法难以实现大面积、高质量单晶晶圆的生产。熔体生长法不适用于热不稳定材料，而溶液法在可扩展性和重现性方面存在局限。多晶晶片加工虽有前景，但现有多晶晶圆普遍存在不透明、机械强度差、厚度受限等问题，根源在于微观结构缺陷。

针对这一问题，东南大学团队开发的工艺实现了六英寸高纯度铅卤钙钛矿晶圆的制备，其载流子迁移率、寿命及缺陷密度等性能指标媲美单晶材料。该方法不仅适用于多种钙钛矿体系，还可实现异质结晶圆制备。基于该工艺制备的10×10 cm²钙钛矿异质结晶圆，成功构建了256×256像素的X射线感知阵列，灵敏度达36532 μC·Gy⁻¹·cm⁻²，检测限低至139 nGy·s⁻¹，性能显著优于单晶探测器。

图1 （a）透明晶圆的制备原理;(b) 6英寸透明晶圆及透明晶圆异质结；（c）透明晶圆异质结的均一性及成像效果

该研究由东南大学电子科学与工程学院徐晓宝教授、李青教授、雷威教授共同指导，博士生刘世林为第一作者。研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金和江苏省自然科学基金等项目的资助。