近日，我校材料工程学院范长春老师在材料领域国际著名期刊《Advanced Functional Materials》（中科院1区TOP，IF：19）发表题为《Chiral Dion-Jacobson Silver/Antimony-Based Double Perovskite Ferroelectrics Enable Ultralow Dose n-Type X-Ray Detection》(DOI: 10.1002/adfm.76174)的研究论文。我校范长春博士为本论文第一作者和通讯作者，江西理工大学25级博士研究生胡正辉、我校24级材料科学与工程专业本科生徐瑾同学为论文的共同第一作者，江西理工大学史超教授为论文的共同通讯作者。金陵科技学院为论文第一通讯单位。
X射线探测技术是医学成像、公共安防、工业无损检测等领域的核心关键技术。铅卤钙钛矿是近年来备受关注的新型 X 射线探测材料，虽具备优异的光电响应特性，但固有铅毒性、结构易退化、暗电流偏高等缺陷极大限制了其规模化应用；而现有无铅钙钛矿体系普遍存在探测下限高、灵敏度不足等问题，难以满足现阶段超低剂量、高精度微弱辐射探测的发展需求。针对上述技术难题，团队基于铁电化学设计思路，引入手性二价有机阳离子 (R/S-3AMP)，并结合异价金属取代策略，成功构筑了一对结构稳定、性能优异的手性二维双钙钛矿铁电半导体 (R/S-3AMP)2AgSbBr8。
该阳离子的二价特性可有效弥合层间空隙，增强晶体结构刚性，抑制离子迁移与结构畸变，显著提升结构稳定性。溴基宽带隙结构大幅降低热生载流子浓度，赋予材料高电阻率与极低暗电流特性，得益于二维层状晶格与一维各向异性电子结构，材料呈现典型n型半导体输运特征。同时手性结构诱导出显著的非线性光学响应，SHG-CD各向异性因子可达0.42，实现了手性光学功能的有效引入。基于该材料制备的单晶器件综合性能优异：噪声抑制能力突出，暗电流密度低至0.14 nA cm‒2；光电响应稳定性好，低偏压下探测灵敏度仍可达1187.13 C Gy‒1 cm‒2；微弱信号识别能力强，可实现3.78 nGy s‒1的超低剂量X 射线探测。同时，材料热稳定性优异（TC = 440 K），在持续辐照条件下信号稳定无漂移，可适配复杂工况与长期服役需求，整体性能达到同类材料领先水平。该研究阐明了手性阳离子、晶格畸变及能带结构对 X 射线探测性能的调控规律，揭示了高电阻率、低暗电流与各向异性载流子传输协同提升探测性能的内在机理，为高性能多功能光电传感材料的设计提供了重要的实验依据与理论支撑，在医学成像、安防检测、智能传感等领域展现出广阔的应用前景。
该研究得到了金陵科技学院高层次人才引进科研启动基金（JIT-B-202414），国家自然科学基金（22175079）和功能晶态材料化学江西省重点实验室开放基金（2024SSY05161）的资助。团队将继续依托材料科学与工程学科平台，紧扣国家和江苏省在先进功能材料、智能光电传感及辐射探测领域的重大战略需求，深入开展分子铁电材料结构调控与器件性能优化研究，持续产出高水平原创成果，助推我校材料科学与工程学科高质量发展，并服务于光电传感领域的技术创新与产业升级。
原文发表网址：https://doi.org/10.1002/adfm.76174.
