表面钝化FAPbBr3钙钛矿晶体中浅陷阱动力学调控及γ射线检测性能提升研究

为解决钙钛矿辐射探测器浅陷阱态对时间分辨性能的影响问题，研究人员通过数字信号处理（DSP）技术分析FAPbBr3单晶波形动力学，发现表面钝化可将深陷阱态转化为浅陷阱态，并通过1.1-3 μs时域滤波使γ射线峰康比（PCR）从1.09提升至1.80。该研究为时间分辨探测器性能优化提供了新策略。

　　

钙钛矿直接辐射探测器凭借高灵敏度和室温工作特性，在γ能谱检测领域极具潜力。甲脒溴化铅(FAPbBr₃)晶体经表面钝化处理后，深陷阱态虽被抑制，但浅陷阱态对电荷收集效率(CCE)的时域影响机制尚不明确。研究团队创新性采用数字信号处理(DSP)解析波形上升沿，通过二阶导数精准捕捉到载流子生成1.1微秒后浅陷阱再发射的起始点。

有趣的是，表面钝化如同"能量筛子"，将载流子囚禁在浅陷阱能级，使延迟电荷收集窗口延长。这种时域特性直接反映在探测器事件的幅值-时间分布上。研究人员巧妙设计1.1-3微秒时域滤波窗口，像"时间探针"般选择性捕获再发射载流子，在保留90%光电事件的同时，将峰康比(PCR)从1.09显著提升至1.80。该发现为破解钙钛矿探测器"时间-能量"耦合难题提供了新思路，通过操控浅陷阱动力学这条"隐藏通道"，实现了γ能谱检测性能的突破性提升。