本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件，尤其涉及一種高致密性鈣鈦礦厚膜及其制備方法和一種x射線探測器。
背景技術(shù)：
1、x射線探測器在醫(yī)學(xué)成像、安全檢查和科學(xué)研究等各個領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。近年來，金屬鹵化物鈣鈦礦材料由于原子序數(shù)大、載流子遷移壽命積高、陷阱密度低、制備工藝簡單等特點，已成為下一代高能輻射探測器的候選材料。以金屬鹵化物鈣鈦礦為代表的鈣鈦礦材料通常含有鉛或鉍等重元素，通過光電效應(yīng)促進電離輻射的有效吸收，從而提高探測器的靈敏度。通常擁有較高的載流子遷移率壽命積能夠高效傳輸和收集生成的電子-空穴對，從而最大限度地減少由于復(fù)合引起的信號損失。許多金屬鹵化物鈣鈦礦可以使用相對低成本的溶液處理技術(shù)合成，從而促進大面積探測器的制造和可擴展性。它們的直接帶隙有助于將吸收的輻射有效地轉(zhuǎn)換為可測量的電信號。
2、在實際應(yīng)用的x射線成像系統(tǒng)中，核心半導(dǎo)體通常需要較大的尺寸，且應(yīng)與大面積薄膜晶體管(tft)陣列集成，這要求制造方法應(yīng)方便地擴大面積，并且加工溫度應(yīng)與tft陣列兼容，而大面積合成鈣鈦礦單晶由于成本和技術(shù)問題，阻礙了其進一步的發(fā)展應(yīng)用。相比之下，鈣鈦礦多晶厚膜可在厚度可控的商用厚膜晶體管背板上大面積沉積，有望實現(xiàn)實際醫(yī)學(xué)成像應(yīng)用。
3、鈣鈦礦厚膜的合成方法主要有旋涂法、刮涂法、噴涂法、溶液生長法和氣相沉積法等，常用的方法為刮涂法和噴涂法。為保證足夠的x射線吸收，鈣鈦礦厚膜的厚度通常要求為幾十至幾百微米。然而，常規(guī)刮涂法制備的鈣鈦礦厚膜由于退火時溶劑與鉛離子的解絡(luò)合等作用會使內(nèi)部垂直方向上的元素分布不均勻。且內(nèi)部會存在大量的氣孔和晶界，這些氣孔和晶界孔隙會增加晶界附近的應(yīng)力，使它們更容易開裂和降解，并加劇離子遷移，從而嚴重影響鈣鈦礦厚膜的探測性能。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本發(fā)明提出了一種無氣孔、元素分布均勻且晶界數(shù)目大量減少的高致密性鈣鈦礦厚膜的制備方法，即采取超聲退火處理或超聲退火輔助適時熱壓退火處理制備出光滑均勻的高致密性鈣鈦礦厚膜。
2、第一方面，本發(fā)明提供了一種高致密性鈣鈦礦厚膜的制備方法，包括退火處理，所述退火處理包括超聲退火處理。
3、在一個或一些可能的實施例里，所述超聲退火的條件包括：頻率為1～100khz，溫度為10～280℃，時間為1min～24h。
4、在一個或一些可能的實施例里，所述退火處理還包括熱壓退火處理；所述熱壓退火條件包括：壓強為10kpa～20mpa，溫度為40～280℃，時間為0.1～24h。
5、在一個或一些可能的實施例里，所述高致密性鈣鈦礦厚膜的制備方法，包括以下步驟：
6、s1、將原料按化學(xué)計量比溶解于溶劑中，在攪拌的條件下，制備鈣鈦礦前驅(qū)體溶液；
7、s2、將步驟s1的鈣鈦礦前驅(qū)體溶液涂覆在導(dǎo)電玻璃上，隨后超聲退火制得高致密性鈣鈦礦厚膜；
8、或，
9、s1、將原料按化學(xué)計量比溶解于溶劑中，在攪拌的條件下，制備鈣鈦礦前驅(qū)體溶液；
10、s2、將步驟s1的鈣鈦礦前驅(qū)體溶液涂覆在導(dǎo)電玻璃上，隨后超聲退火，再熱壓退火得到高致密性鈣鈦礦厚膜。
11、在一個或一些可能的實施例里，所述攪拌時間為0.5～24h。
12、在一個或一些可能的實施例里，步驟s1中，所述鈣鈦礦前驅(qū)體溶液的濃度為2～10mol/l。
13、在一個或一些可能的實施例里，步驟s2中，所述涂覆方式選自刮涂、旋涂或噴涂中的至少一種。
14、在一個或一些可能的實施例里，導(dǎo)電玻璃選自ito導(dǎo)電玻璃或fto導(dǎo)電玻璃。
15、進一步的，為提高其表面清潔度，增加膜的附著能力，本發(fā)明的導(dǎo)電玻璃需依次經(jīng)過去離子水、酒精和丙酮清洗，吹干后再用uv清洗機照射處理，
16、第二方面，本發(fā)明提供了一種由上述制備方法制得的高致密性鈣鈦礦厚膜，其化學(xué)式為apbb3，其中，a選自甲胺離子、甲醚離子或銫離子中的一種或多種，b代表碘、溴或氯中的一種或多種。
17、在一個或一些可能的實施例里，所述高致密性鈣鈦礦厚膜的厚度為幾十到幾百微米，進一步地，本發(fā)明能夠制得厚度為10～800μm的高致密性鈣鈦礦厚膜。
18、第三方面，本發(fā)明提供了一種x射線探測器，從上至下依次包括：電極層、權(quán)利要求8所述的高致密性鈣鈦礦厚膜和導(dǎo)電玻璃。
19、本發(fā)明提供的一種高致密性鈣鈦礦厚膜及其制備方法和一種x射線探測器，相對于現(xiàn)有技術(shù)具有以下有益效果：
20、(1)本發(fā)明提供的高致密性鈣鈦礦厚膜制備方法，通過控制刮涂后超聲處理的時間以及熱壓的時機和重量來改善厚膜的結(jié)構(gòu)(如厚膜內(nèi)部的氣孔、缺陷和元素的分布等)，并且可以增加厚膜的致密性，減少厚膜內(nèi)部的晶界，從而提高x射線探測器的探測性能。
21、(2)本發(fā)明提供的高致密性鈣鈦礦厚膜制備方法，不僅操作簡單、設(shè)備要求低、無需昂貴的各種反應(yīng)裝置等優(yōu)點，還可便捷、綠色、經(jīng)濟地制備出形貌良好且性能優(yōu)異的高致密性鈣鈦礦厚膜，具有良好的社會和經(jīng)濟效益。
1.一種高致密性鈣鈦礦厚膜的制備方法，包括退火處理，其特征在于，所述退火處理包括超聲退火處理。
2.如權(quán)利要求1所述的高致密性鈣鈦礦厚膜的制備方法，其特征在于，所述超聲退火的條件包括：頻率為1～100khz，溫度為10～280℃，時間為1min-24h。
3.如權(quán)利要求1所述的高致密性鈣鈦礦厚膜的制備方法，其特征在于，所述退火處理還包括熱壓退火處理；
4.如權(quán)利要求1所述的高致密性鈣鈦礦厚膜的制備方法，其特征在于，所述高致密性鈣鈦礦厚膜的制備方法，包括以下步驟：
5.如權(quán)利要求4所述的高致密性鈣鈦礦厚膜的制備方法，其特征在于，步驟s1中，所述攪拌時間為0.5～24h。
6.如權(quán)利要求4所述的高致密性鈣鈦礦厚膜的制備方法，其特征在于，步驟s1中，所述鈣鈦礦前驅(qū)體溶液的濃度為2～10mol/l。
7.如權(quán)利要求4所述的高致密性鈣鈦礦厚膜的制備方法，其特征在于，步驟s2中，所述涂覆方式選自刮涂、旋涂或噴涂中的至少一種。
8.一種高致密性鈣鈦礦厚膜，其特征在于，由權(quán)利要求1～7任一項所述的制備方法制備得到。
9.如權(quán)利要求8所述的高致密性鈣鈦礦厚膜，其特征在于，所述鈣鈦礦厚膜的化學(xué)式為apbb3，其中，a選自甲胺離子、甲醚離子或銫離子中的一種或多種，b代表碘、溴或氯中的一種或多種。
10.一種x射線探測器，其特征在于，從上至下依次包括：電極層(10)、權(quán)利要求8所述的高致密性鈣鈦礦厚膜(30)和導(dǎo)電玻璃(20)。