X射線探測器是將高能量X射線轉(zhuǎn)換為可供記錄的電信號的裝置，在醫(yī)療診斷、安檢、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。近年來，金屬鹵化物雜化鈣鈦礦材料在X射線探測領(lǐng)域受到關(guān)注。然而，大部分用于X射線探測的鈣鈦礦異質(zhì)結(jié)材料含有有毒的金屬元素鉛。因此，在保證良好的X射線響應(yīng)的前提下，急需發(fā)展環(huán)境友好的新型鈣鈦礦異質(zhì)結(jié)材料。

在前期工作基礎(chǔ)上（Natl. Sci. Rev. 2021, 8, nwab044；ACS Cent. Sci. 2021, 7, 1261），中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所結(jié)構(gòu)化學(xué)國家重點實驗室“無機光電功能晶體材料”研究員羅軍華團隊提出一種原位外延的生長方法，化學(xué)設(shè)計并生長出一類新型二維/三維非鉛雙金屬雜化鈣鈦礦異質(zhì)結(jié)晶體材料，(BA)2CsAgBiBr7/Cs2AgBiBr6 (BA = 正丁基銨)，并首次利用該材料體系實現(xiàn)有效自驅(qū)動X射線探測。研究表明：（1）非鉛雜化鈣鈦礦晶體異質(zhì)結(jié)的構(gòu)筑可以有效整合二維、三維雙金屬雜化鈣鈦礦的各自特性，所獲得的異質(zhì)結(jié)晶體材料具有三維材料優(yōu)異的X射線響應(yīng)，包括大的μτ乘積、高光生載流子濃度和高載流子遷移率，并表現(xiàn)出二維材料的高穩(wěn)定性。（2）由于(BA)2CsAgBiBr7與Cs2AgBiBr6兩相間的有效電荷傳輸作用，在異晶界面處產(chǎn)生了強內(nèi)建電場。該內(nèi)建電場使得器件能在零偏壓下工作的同時促進光生載流子的有效分離。綜合以上優(yōu)勢，基于該非鉛雙金屬異質(zhì)結(jié)晶體材料的自驅(qū)動X射線探測器表現(xiàn)出優(yōu)異的X射線響應(yīng)，其靈敏度高達206 μC Gy-1cm-2。

相關(guān)研究成果以In-Situ Epitaxy Growth of Centimeter-Sized Lead-Free (BA)2CsAgBiBr7/Cs2AgBiBr6 Heterocrystals for Self-Driven X-Ray Detection為題，發(fā)表在《美國化學(xué)會志》上。