【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于x-射线探测，具体涉及一种芳香双胺构筑的dj型三层杂化钙钛矿的制备方法及应用。
技术介绍
1、在光电探测领域，有机-无机杂化钙钛矿材料凭借其大载流子迁移率、长载流子迁移寿命以及大的x射线衰减系数，在x-射线探测等高能射线探测器中展示出巨大的应用潜力。然而，现有的rp型有机-无机杂化钙钛矿材料因其对水、氧气等不稳定性，在器件应用中表现出快速的性能衰减。因此，如何在保持优良半导体性能的前提下同时改善器件稳定性和光电性能，是当前该领域的一个重要挑战。
2、相比之下，在芳香双胺构筑的dj型三层杂化钙钛矿材料中，芳香双胺引入了强π-π相互作用，增强了体系的稳定性，且三层结构具有较高的原子序数和较大的密度，导致该材料表现出优异的半导体性能和良好的x-射线衰减能力。再者，甲胺离子相比其它较大的有机胺阳离子，可以降低自由能和无机骨架的八面体倾斜程度，从而构筑的钙钛矿材料具有更高的晶体对称性，进一步改善了材料的稳定性以及增加了载流子迁移寿命。这种结构的设计使得该材料在x-射线探测中表现出卓越的性能，如超高的灵敏度和极低的检出限，同时具有较高的辐射稳定性。
技术实现思路
1、本专利技术针对以上问题所要解决的技术问题在于提供了一种芳香双胺构筑的dj型三层杂化钙钛矿的制备方法，其采用芳香双胺在三层结构中引入强π-π相互作用，增强了材料的稳定性和x-射线探测性能。
2、为了达到上述目的，本专利技术采用了下列技术方案：
3、一种芳香双胺构筑的dj型三层杂化钙钛
4、
5、一种芳香双胺构筑的dj型三层杂化钙钛矿材料的制备方法，包括如下步骤：
6、步骤(1)，(3ampy)(ma)2pb3br10前驱体溶液的制备：
7、将乙酸铅(ii)三水合物粉末加入氢溴酸溶液中，然后在其中滴加适量的3-氨甲基吡啶溶液，加热溶解后，待溶液冷却至室温，再加入一定量的甲胺盐酸盐粉末，加热反应后得到黄色澄清溶液，即为饱和的前驱体溶液；
8、步骤(2)，(3ampy)(ma)2pb3br10钙钛矿单晶的制备：
9、将饱和的前驱体溶液在密封状态下通过程序降温法缓慢冷却至生长出大尺寸单晶，即为(3ampy)(ma)2pb3br10晶体材料。
10、通过分步合成，首先合成了二维单层钙钛矿结构的(3ampy)pbbr4化合物，进一步引入甲胺阳离子构筑二维多层杂化钙钛矿，甲胺阳离子填充到钙钛矿无机骨架的孔洞中，并且通过孔洞中甲胺阳离子的用量可以控制无机层的层数，该合成方法有利于制备本专利中的芳香双胺构筑的dj型三层杂化钙钛矿材料。与rp型杂化钙钛矿材料，脂肪双胺构筑的dj型杂化钙钛矿材料以及先前报道的芳香双胺构筑的dj型双层杂化钙钛矿相比，芳香双胺构筑的dj型三层杂化钙钛矿不仅改善了此前材料的稳定性，而且有利于增强光吸收和提高载流子传输，从而提高此类材料用于x-射线探测的性能。
11、进一步，步骤(1)中所述的甲胺盐酸盐与3-氨甲基吡啶的摩尔比为18:1～20:1，高摩尔比有利于形成三层结构的材料，而降低该摩尔比有利于双层结构的形成。
12、进一步，步骤(1)中所述的甲胺盐酸盐与所述的3-氨甲基吡啶的浓度分别为0.068g/mmol和0.108g/mmol。
13、进一步，步骤(1)中所述的氢溴酸溶液的质量溶度为48％，用量为30～35ml。
14、进一步，步骤(1)中所述的乙酸铅(ii)三水合物的浓度为0.379g/mmol，用量为5～8mmol。
15、进一步，步骤(2)中所述的程序降温法设定的程序为每天降温0.5℃～1℃，缓慢降温的时间为35～40天。
16、进一步，步骤(2)中所述的程序降温的终温度是45℃～30℃。
17、一种芳香双胺构筑的dj型三层杂化钙钛矿材料的应用，所述(3ampy)(ma)2pb3br10晶体材料应用于低检出限x-射线探测，属于x-射线探测领域的新型材料。该材料结晶于中心对称的c2/c空间群，其无机骨架由共顶点连接的pbbr6八面体组成，双质子化的3-氨甲基吡啶阳离子平行排列于无机骨架的层间，甲胺阳离子填充在无机骨架的孔洞中，3-氨甲基吡啶阳离子通过n-h…br氢键作用与无机骨架相连，同时还引入了强π-π相互作用，增强了体系的稳定性。
18、增加甲胺盐酸盐与3-氨甲基吡啶的摩尔比，有利于形成本专利中三层结构的晶体材料，相比双层材料，在合成方面，既要避免反应体系中出现单层结构的晶体，又要避免双层结构晶体的存在，该材料的合成在调纯方面存在一定的技术难题，另外在合成中要尽量避免晶体材料的界面缺陷，以免影响电子和空穴的传输效率，在三层结构的合成中减小界面缺陷也存在具有挑战性的技术难题；在性能方面，独特的三层dj型晶体材料具有更高的稳定性、更高的光电转换效率以及更强的x射线吸收能力，从而表现出优异的光学性能和热学性能，有利于该晶体材料用于低检出限x-射线探测。
19、与现有技术相比本专利技术具有以下优点：
20、1、本专利技术的晶体材料制备工艺简单、成本低，晶体材料通过芳香双胺引入了强π-π相互作用，增强了结构稳定性，在空气环境中稳定性高达近一年时间，且具有较高的热稳定性(热稳定性高达558k)。
21、2、本专利技术的晶体材料具有优异的光学性能，光学带隙相比(3ampy)pbbr4单层杂化钙钛矿的光学带隙(2.79ev)减小到2.50ev，这更有利于材料的导电性能和光吸收能力的提升
22、3、本专利技术首次将芳香双胺构筑的dj型三层有机-无机杂化钙钛矿材料应用于x-射线探测，晶体材料具有超高的灵敏度(3629μc gyair-1cm-2，20v)、极低的检出限(41ngyairs-1，10v)和较高的辐射稳定性，成为制作高性能x-射线探测器的理想材料之一。
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1.一种芳香双胺构筑的DJ型三层杂化钙钛矿材料，其特征在于：所述芳香双胺构筑的DJ型三层杂化钙钛矿材料为二维结构，分子式符合通式A1A2n-1BnX3n+1，n＝3，其中A1为3-氨甲基吡啶阳离子3AMPY2+，A2为甲胺阳离子MA+，B为Pb2+，X为Br-，分子式为：(3AMPY)(MA)2Pb3Br10；(3AMPY)(MA)2Pb3Br10晶体材料在中心对称的C2/c空间群结晶，属于单斜晶系中的2/m点群，晶胞参数为α＝90°，β＝94.884(2)°，γ＝90°，(3AMPY)(MA)2Pb3Br10单胞中的不对称单元数Z为4，单胞体积V为
2.一种如权利要求1所述的芳香双胺构筑的DJ型三层杂化钙钛矿材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
3.如权利要求2所述的一种芳香双胺构筑的DJ型三层杂化钙钛矿材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1中甲胺盐酸盐与3-氨甲基吡啶的摩尔比为18:1～20:1。
4.如权利要求2所述的一种芳香双胺构筑的DJ型三层杂化钙钛矿材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的甲胺盐酸盐与所述的3-氨甲基吡啶
5.如权利要求2所述的一种芳香双胺构筑的DJ型三层杂化钙钛矿材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的氢溴酸溶液的质量溶度为48％，用量为30～35mL。
6.如权利要求2所述的一种芳香双胺构筑的DJ型三层杂化钙钛矿材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的乙酸铅(II)三水合物的浓度为0.379g/mmol，用量为5～8mmol。
7.如权利要求2所述的一种芳香双胺构筑的DJ型三层杂化钙钛矿材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的程序降温法设定的程序为每天降温0.5℃～1℃，缓慢降温的时间为35～40天。
8.如权利要求2所述的一种芳香双胺构筑的DJ型三层杂化钙钛矿材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的程序降温的终温度是45℃～30℃。
9.如权利要求1所述的一种芳香双胺构筑的DJ型三层杂化钙钛矿材料的应用，其特征在于，用于制作X-射线探测器。
...【技术特征摘要】
1.一种芳香双胺构筑的dj型三层杂化钙钛矿材料，其特征在于：所述芳香双胺构筑的dj型三层杂化钙钛矿材料为二维结构，分子式符合通式a1a2n-1bnx3n+1，n＝3，其中a1为3-氨甲基吡啶阳离子3ampy2+，a2为甲胺阳离子ma+，b为pb2+，x为br-，分子式为：(3ampy)(ma)2pb3br10；(3ampy)(ma)2pb3br10晶体材料在中心对称的c2/c空间群结晶，属于单斜晶系中的2/m点群，晶胞参数为α＝90°，β＝94.884(2)°，γ＝90°，(3ampy)(ma)2pb3br10单胞中的不对称单元数z为4，单胞体积v为
2.一种如权利要求1所述的芳香双胺构筑的dj型三层杂化钙钛矿材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
3.如权利要求2所述的一种芳香双胺构筑的dj型三层杂化钙钛矿材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1中甲胺盐酸盐与3-氨甲基吡啶的摩尔比为18:1～20:1。
4.如权利要求2所述的一种芳香双胺构筑的dj型三层杂化钙钛矿材料的制备方法，其特征在于：步骤...
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