【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及辐射探测领域，特别是涉及一种分离光暗电流的钙钛矿基x射线直接成像探测器结构。
技术介绍
1、金属卤化物钙钛矿由于其强x射线吸收能力和高灵敏度，用于直接成像探测器有望成为下一代数字摄影系统的技术核心。其中低温沉积过程，有利于钙钛矿在tft(薄膜晶体管)基板上大面积沉积，形成大面积和柔性化，可以应对更自由的医疗应用场景。
2、然而，钙钛矿材料的高暗电流在阻碍了其在x射线成像器件中的应用。首先很高的暗电流很快会填充tft存储电容，使得实际检测信息被噪声淹没。此外，较大的暗电流会显著增加瞬时噪声，导致较差的信噪比(snr)；最近很多文献研究降低暗电流的方法，包含掺杂、异质结等方案。
3、实验发现，对于传统的两端钙钛矿器件，偏置电压增大，会提高钙钛矿材料对x射线响应的光电流，使得器件的灵敏度增加，然而，暗电流也会同时增大。理想的器件应具备较大的信噪比(snr)，因此，目标暗电流应越低越好。可以看出，两端钙钛矿器件中，暗电流和灵敏度是一个耦合的矛盾体。在常规器件中，当x射线能量比较小时，光生电流被暗电流淹没，为了提高相应，通过增加偏置电压，信号量增加的同时，暗电流也随之变大。因此需要将暗电流和光生电流进行分离，才能有效提高x射线直接探测器的灵敏度。
技术实现思路
1、针对上述存在的问题或不足，本专利技术提供了一种四端器件，解决钙钛矿基x射线探测器暗电流调制问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种分离光暗电流的钙钛矿基x射线直接成像探测器
3、所述探测器结构包括n×m个呈阵列排布的电极单元，所述电极单元包括基板、tft基板、电极层、钙钛矿材料、顶电极、封装层；电极单元的截面图如图1所示，基板上表面为tft基板，tft基板以缓冲层作为基底，缓冲层上表面为中间绝缘层，有源层内嵌在中间绝缘层左侧，有源层上方有源极、栅介质层、漏极，源极和漏极位于栅介质层左右两侧，栅介质层上方为栅极，形成电容结构，并通过栅源电极导线连接电位；栅极、源极、漏极突出于中间绝缘层上表面；tft基板的上表面通过涂布和流平感光pi材料使上表面与tft基板中的源极与漏极的突出中间绝缘层的部分持平；tft基板通过电位连接像素电极，构成tft器件。
4、tft基板上表面为电极层，电极层包括像素电极、横向电场定义结构、电极1、电极2；横向电场定义结构的厚度大于像素电极的厚度；横向电场定义结构的厚度大于像素电极的厚度；所述横向电场定义结构在像素电极左右两侧呈对称结构；电极1、电极2沉积在横向电场定义结构的上表面或除外侧面和底面的多个面上，像素电极、电极1、电极2之间两两不接触；横向电场定义结构靠近像素电极的侧面具有坡度结构，按照坡度角度不同，有矩形、直角梯形、五边形。
5、电极层上表面及电极单元的电极层之间为钙钛矿材料，如图4所示；钙钛矿材料通过刮涂或喷涂方式附着在电极层上表面以及电极单元之间。
6、钙钛矿材料上表面为顶电极，顶电极上表面为封装层。
7、作为一种优选方式，基板可以为玻璃基板、pi(聚酰亚胺)基板；
8、作为一种优选方式，像素电极材料可以为ito/ag/ito多层结构、ito单层结构、zn2o3/ito氧化物多层结构。
9、作为一种优选方式，电极1和电极2为导电性能高的金属单层材料(ag、al、au、pt等)或多层金属材料(ti/al、ti)。
10、作为一种优选方式，钙钛矿材料为铅卤钙钛矿(abx3)，a位元素包括cs、ma或fa，b位元素为pb，x位元素为i或br。
11、作为一种优选方式，顶电极通常采用高导电金属材料(al、ag、au、pt)，纳米复合材料(纳米ag线、碳纳米管)，多层金属材料(ito-ag-ito)等材料。
12、作为一种优选方式，钙钛矿材料通常会吸收水氧气，在顶电极之上制备封装层阻隔水氧，其中封装层为无机层材料，或无机层/有机层/无机层多层结构，其中无机层为sin、sio材料，有机层为高分子聚合物材料。
13、本专利技术还提供了一种新型钙钛矿基x射线直接成像探测器，该探测器包括上述所述的一种分离光暗电流的钙钛矿基x射线直接成像探测器结构。
14、相对常规直接x射线探测器，本专利技术所提供的探测器增加电极1、电极2用于调制像素电极(ito)接受到的暗电流大小和灵敏度。
15、本专利技术的有益效果如下：
16、1、在像素电极(ito)和顶电极电位不发生变化时，电极1、电极2之间可以施加差异化电场，将暗电流引入横向电极，光生电流通过像素电极引走，实现暗电流和光生电流分离；
17、2、在电极1和电极2产生的横向电场作用下，提高了光生载流子数量，进而有效提高x射线直接探测器的灵敏度。
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1.一种分离光暗电流的钙钛矿基X射线直接成像探测器结构，其特征在于，所述探测器结构包括N×M个呈阵列排布的电极单元，所述电极单元包括基板、TFT基板、电极层、钙钛矿材料、顶电极、封装层；
2.根据权利要求1所述的一种分离光暗电流的钙钛矿基X射线直接成像探测器结构，其特征在于，所述横向电场定义结构靠近像素电极的侧面具有坡度结构，按照坡度角度不同，有矩形、直角梯形、五边形。
3.据权利要求1所述的一种分离光暗电流的钙钛矿基X射线直接成像探测器结构，其特征在于，所述钙钛矿材料通过刮涂或喷涂方式附着在电极层上表面以及电极单元的电极层之间。
4.根据权利要求1所述的一种分离光暗电流的钙钛矿基X射线直接成像探测器结构，其特征在于，所述TFT基板以缓冲层作为基底，缓冲层上表面为中间绝缘层，有源层内嵌在中间绝缘层左侧，有源层上方有源极、栅介质层、漏极，源极和漏极位于栅介质层左右两侧，栅介质层上方为栅极，形成电容结构，并通过栅源电极导线连接电位；栅极、源极、漏极突出于中间绝缘层上表面；TFT基板的上表面通过涂布和流平感光PI材料使上表面与TFT基板中的源极与漏极
5.根据权利要求1所述的一种分离光暗电流的钙钛矿基X射线直接成像探测器结构，其特征在于，所述基板为玻璃基板、聚酰亚胺基板。
6.根据权利要求1所述的一种分离光暗电流的钙钛矿基X射线直接成像探测器结构，其特征在于，所述像素电极的材料为ITO/Ag/ITO多层结构、ITO单层结构、Zn2O3/ITO氧化物多层结构；所述电极1、电极2为导电性能高的金属单层材料，具体为Ag、Al、Au、Pt；或多层金属材料，具体为Ti/Al、Ti。
7.根据权利要求1所述的一种分离光暗电流的钙钛矿基X射线直接成像探测器结构，其特征在于，钙钛矿材料为铅卤钙钛矿ABX3，A位元素包括Cs、MA或FA，B位元素为Pb，X位元素为I或Br。
8.根据权利要求1所述的一种分离光暗电流的钙钛矿基X射线直接成像探测器结构，其特征在于，所述顶电极的材料为高导电金属材料、纳米复合材料或多层金属材料。
9.根据权利要求1所述的一种分离光暗电流的钙钛矿基X射线直接成像探测器结构，其特征在于，所述封装层为无机层单层结构或无机层/有机层/无机层多层结构，其中无机层为Si N、SIO材料，有机层为高分子聚合物材料。
10.一种新型钙钛矿基X射线直接成像探测器，其特征在于，所述探测器包括如权利要求1-9任一所述的一种分离光暗电流的钙钛矿基X射线直接成像探测器结构。
...【技术特征摘要】
1.一种分离光暗电流的钙钛矿基x射线直接成像探测器结构，其特征在于，所述探测器结构包括n×m个呈阵列排布的电极单元，所述电极单元包括基板、tft基板、电极层、钙钛矿材料、顶电极、封装层；
2.根据权利要求1所述的一种分离光暗电流的钙钛矿基x射线直接成像探测器结构，其特征在于，所述横向电场定义结构靠近像素电极的侧面具有坡度结构，按照坡度角度不同，有矩形、直角梯形、五边形。
3.据权利要求1所述的一种分离光暗电流的钙钛矿基x射线直接成像探测器结构，其特征在于，所述钙钛矿材料通过刮涂或喷涂方式附着在电极层上表面以及电极单元的电极层之间。
4.根据权利要求1所述的一种分离光暗电流的钙钛矿基x射线直接成像探测器结构，其特征在于，所述tft基板以缓冲层作为基底，缓冲层上表面为中间绝缘层，有源层内嵌在中间绝缘层左侧，有源层上方有源极、栅介质层、漏极，源极和漏极位于栅介质层左右两侧，栅介质层上方为栅极，形成电容结构，并通过栅源电极导线连接电位；栅极、源极、漏极突出于中间绝缘层上表面；tft基板的上表面通过涂布和流平感光pi材料使上表面与tft基板中的源极与漏极的突出中间绝缘层的部分持平；tft基板通过电位连接像素电极，构成tft器件。
5.根据权利要求1所述的一种分离光暗电流的钙钛矿基x...
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