Los detectores planares de perovskita superan al CdZnTe en la espectroscopia de rayos gamma de alta energía

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Instrumentación nuclear
• Física del estado sólido

Sus antecedentes:

• La detección de radiación gamma de alta energía requiere cristales semiconductores de gran volumen con absorción eficiente, buen transporte de carga y estabilidad operativa a temperatura ambiente.
• La perovskita de bromuro de plomo de cesio (CsPbBr3) es un material prometedor debido a su crecimiento favorable, tolerancia a defectos y síntesis rentable.

Objetivo del estudio:

• Evaluar el rendimiento de CsPbBr3 como detector de rayos gamma en un amplio rango de energía.
• Comparar la eficacia de los detectores CsPbBr3 con los detectores comerciales de telururo de cadmio y zinc (CZT).

Principales métodos:

• Fabricación y caracterización de cristales semiconductores de perovskita CsPbBr3.
• Prueba de rendimiento de los detectores CsPbBr3 para la detección de rayos gamma hasta 1332 keV.
• Análisis comparativo de los detectores CsPbBr3 y CZT, centrado en la resolución de energía, la fidelidad espectral y la estabilidad.

Principales resultados:

• Los detectores CsPbBr3 exhibieron una alta resolución de energía y una fidelidad espectral superior para picos gamma superiores a 1 MeV.
• Se demostró estabilidad operativa a largo plazo durante 225 días sin degradación del rendimiento.
• CsPbBr3 resolvió líneas gamma estrechamente espaciadas, incluidas las emisiones débiles del uranio empobrecido, con una excelente relación señal-ruido.

Conclusiones:

• CsPbBr3 ofrece un transporte de carga equilibrado, minimizando la distorsión de la señal y permitiendo una definición de pico espectral precisa sin algoritmos complejos.
• Los detectores CsPbBr3 logran una resolución de energía comparable a la CZT por debajo de 0,5 MeV y superan a la CZT en energías más altas.
• CsPbBr3 es una alternativa sólida para las aplicaciones de detección de radiación a temperatura ambiente de próxima generación.