一种射线探测材料及其用途和器件

摘要

本发明公开了一种射线探测材料及其用途和器件。这种射线探测材料，其结构通式为A3B2X9，其中A为Cs、Ag、Rb、NH4中的一种或多种，B为Bi、Sb或Te中的一种或多种，X为卤族元素Cl、Br、I中的一种或多种。该材料具备高射线吸收系数、高载流子寿命迁移率乘积、极高的探测灵敏度、极低的检测极限、非常好的稳定性，可以制成X射线探测与成像的重要元件。

权利要求

1.一种射线探测材料作为X射线探测材料的用途，所述射线探测材料结构通式为A3B2X9，其中A为Ag或NH4中的一种或两种，B为Bi或Sb中的一种或两种，X为卤族元素Cl、Br、I中的一种或多种。

2.一种利用射线探测材料制造的X射线探测器，所述射线探测材料结构通式为A3B2X9，其中A为Ag或NH4中的一种或两种，B为Bi或Sb中的一种或两种，X为卤族元素Cl、Br、I中的一种或多种。

3.一种利用射线探测材料制造的X射线探测成像装置，所述射线探测材料结构通式为A3B2X9，其中A为Ag或NH4中的一种或两种，B为Bi或Sb中的一种或两种，X为卤族元素Cl、Br、I中的一种或多种。

4.一种射线探测材料作为γ射线探测材料的用途，所述射线探测材料结构通式为A3B2X9，其中A为Ag或NH4中的一种或两种，B为Bi或Sb中的一种或两种，X为卤族元素Cl、Br、I中的一种或多种。

5.一种利用射线探测材料制造的γ射线探测器，所述射线探测材料结构通式为A3B2X9，其中A为Ag或NH4中的一种或两种，B为Bi或Sb中的一种或两种，X为卤族元素Cl、Br、I中的一种或多种。

6.一种利用射线探测材料制造的γ射线探测成像装置，所述射线探测材料结构通式为A3B2X9，其中A为Ag或NH4中的一种或两种，B为Bi或Sb中的一种或两种，X为卤族元素Cl、Br、I中的一种或多种。

说明书

一种射线探测材料及其用途和器件

技术领域

[0001] 本发明属于新材料领域，具体涉及一种X射线及γ射线的探测材料及其用途和器件。

背景技术

[0002] X射线又称伦琴射线，是一种波长范围在0.01纳米到10纳米之间，对应频率范围30PHz到30EHz，能量范围100eV到100KeV的电磁辐射。波长略大于0.5nm的X射线称之为软X射线。波长短于0.1nm的叫做硬X射线。由于X射线是可见光光子能量的几十倍至几万倍。γ射线是比X射线能量更高的一种射线。这些性质使其在物理学、工业、和医学上得到广泛的应用。

[0003] X射线以及γ射线的穿透作用很强，在与物质相互作用时，仅一部分可以被物质吸收，剩余经原子间隙而透过，因此具有很强的穿透能力。由于其的穿透力与物质密度紧密相关，所以利用不同物质的吸收差别可以对密度不同的物质进行区分。X射线行李检查仪正是基于这一原理，在安保领域被广泛应用。在医学上，基于X射线造影的CT等技术，对疾病诊断和治疗有巨大帮助，业已成为一门专门学科，在生物医学领域占有重要地位。在医学成像和工业探伤领域，γ射线同样发挥着巨大作用，比如PET(正电子发射型计算机断层显像)的成像核心元件就是γ射线探测器。

[0004] 在上述多种应用场合下，X射线和γ射线的探测都是其中的关键环节，因此X射线探测器无论在科学研究或是工业生产中都有着重要的价值。对高能射线的检测主要有直接和间接两类方法，间接法是通过闪烁体将射线转化为可见光信号后用光电探测器检测；直接法则是将射线直接转换成电流。基于闪烁体的探测器阵列由于闪烁光在转换层内的横向扩散，具有有限的空间分辨率。因此，研究直接型固态半导体探测器具有更加重要的意义，也将成为未来高分辨X光成像的核心元件。

[0005] 众所周知，高能射线具有独特的生物效应，其与生物体的相互作用可使生物细胞受到抑制、破坏乃至坏死，会使得机体发生不同程度的生理、病理和生化等方面的改变。这一特性虽然可以被应用在治疗人体疾病，特别是肿瘤的治疗之上，但另一方面X射线也会导致脱发、皮肤烧伤、视力障碍和白血病等射线伤害的问题。因此，在各类成像和探测的应用中降低射线的剂量也成为科学界和工业界长期追求的目标，本发明提出的这一类对高能射线具有高灵敏度探测性能的材料，正是为了解决这个科学技术问题。目前最广泛使用的X射线探测器是基于间接探测的方案，该方案需要闪烁的荧光粉，首先将X射线光子转换为可见光光子，然后由光电二极管检测。一个更好的方式是将X射线辐射直接转换为电信号，因为它将使系统配置更简单，具有更高的空间分辨率。目前直接型探测的X射线探测和成像系统很少，大多数的商用设备还是使用硅来做探测，硅探测器对X射线并不灵敏，通常需要很大的剂量才能成像，当被检测对象是人和动物等活体时，这是一个很大的健康隐患。本发明提出的这类可以用作X射线探测的材料和器件，可以集成成成像系统，大大提高X射线成像的灵敏度，降低成像所需要的辐射剂量。

发明内容

[0006] 本发明的目的是提供一种新型的具有高探测灵敏度、低检测剂量、高稳定性、无有毒元素的X射线以及γ射线探测材料。

[0007] 本发明提供的射线探测材料，其结构通式为A3B2X9，其中A为Cs、Ag、Rb、NH4中的一种或多种，B为Bi、Sb或Te中的一种或多种，X为卤族元素Cl、Br、I中的一种或多种。

[0008] 优选的，A3B2X9中一类效果较优的材料结构通式为(NH4)3Bi2I9。

[0009] 这类具有(A3B2X9)型结构通式的材料，通常具有2维或者0维的晶体结构，代表了一大类材料体系。我们发现具备这一结构通式A3B2X9的材料其对X射线和γ射线都具备良好的探测性能。X射线以及γ射线是不同能量的电磁波，两者具有类似的物理性质，都具有较强的穿透能力，因此对探测材料的性能要求也是类似的，一般好的X射线材料也是γ射线的探测材料。两者都要求构成材料的元素具有较大原子序数、大的晶体密度、对于直接型探测来说，还需要高的电流迁移率和寿命的乘积，使得产生的载流子在外加电场作用下尽快的输运到电流两端，从而实现探测功能。

[0010] 另外，构成这类材料的元素分子量大较大，同时材料密度也比较大，在α＝Z4/E3的关系下，α为X射线衰减系数，E为X射线光子能，从保证了高X射线吸收系数。此外，这类材料制作工艺成本极低、容易制作成大面积的平板X射线检测装置。总的来说这类材料除了优异的X射线吸收和检测性能以外，还具备如下加工上的工艺特点：(1)可以采用低成本的溶液法可以很容易地获得大单晶，尺寸易于放大；(2)晶体具有二维层状结构的易解理的特性，易于机械切割，操作简单。考虑到上述所有特点，我们认为这类材料有望成为一种性能优良、成本低廉、绿色环保的X射线探测器。

[0011] 本发明的另一目的在于提供一种射线探测材料的制备方法，其制备过程如下：

[0012] 首先，将含有元素B的氧化物B2O3、元素A的卤化盐AX，溶解于含有元素X的酸溶液HX中，充分搅拌溶解后得到混合溶液；其中A为Cs、Ag、Rb、NH4中的一种或多种，B为Bi、Sb或Te中的一种或多种，X为卤族元素Cl、Br、I中的一种或多种；

[0013] 然后将混合溶液进行加热，通过蒸发浓缩得到浓缩溶液；

[0014] 最后，将浓缩溶液转移至恒温的加热炉中，实现晶体生长，获得射线探测材料A3B2X9。

[0015] 优选的，晶体生长的时间为2天以上，时间越长晶体越大。

[0016] 本发明的另一目的在于提供一种上述制备方法制备得到的射线探测材料。

[0017] 前述各实现方式中的射线探测材料，均可以作为X射线探测材料、γ射线探测材料，并基于这些材料进一步制备X射线探测器、γ射线探测器、X射线探测成像装置和γ射线探测成像装置。

[0018] 本发明相对于现有技术而言，具有以下有益效果：本发明提供的具有层状晶体结构的X射线以及γ射线探测材料，具备高射线吸收系数、高载流子寿命迁移率乘积、极高的探测灵敏度、极低的检测极限、非常好的稳定性，可以制成X射线探测与成像的重要元件。

附图说明

[0019] 图1为具有A3B2X9结构的晶体的结构图；

[0020] 图2为一种典型的(NH4)3Bi2I9晶体示意图；

[0021] 图3为基于这类材料的X射线探测器件结构示意图；

[0022] 图4为基于这类材料的X射线探测器件的X射线吸收能力示意图；

[0023] 图5为X射线探测器的最低检测极限(信噪比为3时对应的X射线剂量)；

[0024] 图6为X射线探测器的最低检测极限(信噪比为3时对应的X射线剂量)；

[0025] 图7为X射线探测器的最低检测极限(信噪比为3时对应的X射线剂量)；

[0026] 图8为X射线探测器的在X射线开启和关闭时的电流响应；

[0027] 图9为X射线探测器的在X射线开启和关闭时的电流响应；

[0028] 图10为X射线探测器的在X射线开启和关闭时的电流响应；

[0029] 图11为X射线探测器的在X射线开启和关闭时的电流响应。

具体实施方式

[0030] 下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步阐述和说明。

[0031] 对于本发明中的射线探测材料，我们发现这类适用于高能射线探测的材料具有(A3B2X9)型的结构通式，其B位置是3价的金属或者类金属元素，可以是Bi、Sb或Te，或者三价阳离子的组合。其中以Bi铋元素是非常绿色且稳定的金属元素。A位置可以是Cs、Ag、Rb、NH4等一价阳离子，或者是其中任意2种或2种以上一价阳离子的组合；X位置可以是Cl、Br、I卤素元素中一种，或任意两种、三种卤素原子的组合。

[0032] 其中，本发明还提供了一种此类射线探测材料的制备方法，具体过程为：

[0033] 首先，将含有元素B的氧化物B2O3、元素A的卤化盐AX，溶解于含有元素X的酸溶液HX中，充分搅拌溶解后得到混合溶液；其中A为Cs、Ag、Rb、NH4中的一种或多种，B为Bi、Sb或Te中的一种或多种，X为卤族元素Cl、Br、I中的一种或多种；

[0034] 然后将混合溶液进行加热，通过蒸发浓缩得到浓缩溶液；

[0035] 最后，将浓缩溶液转移至恒温的加热炉中，实现晶体生长，获得射线探测材料A3B2X9。

[0036] 下面通过具体的实施例对本发明进行阐述。本发明的各实施例中所采用的试剂、材料，若无特殊说明均可采用市售材料。各实施例中酸溶液浓度均指质量百分比。

[0037] 实施例1

[0038] 将1g氧化铋(Bi2O3)和2.5克的碘化氨溶解在5ml浓度为45％的氢碘酸中，在室温下搅拌一夜之后，将得到的溶液放在热板上，于110℃加热蒸发并浓缩。然后将浓缩溶液迅速转移到加热炉中，在60℃的恒温下晶体生长，得到晶体材料(NH4)3Bi2I9。取出长出的晶体并在面上涂上银电极，形成了Ag/(NH4)3Bi2I9/Ag结构，其中金属电极可以是任意的金、银、铜、铝等导电体，这样的器件即可以用于X射线检测。除了利用这样的单晶探测以外，也可以将晶体粉碎、压片制作成多晶的压片，在压片上沉积电极，制作成基于多晶的X射线探测器或成像阵列。

[0039] 实施例2

[0040] 将1g氧化铋和2.5克的溴化氨溶解在5ml浓度为45％的氢溴酸中，在室温下搅拌一夜之后将得到的溶液放在热板上，于110℃加热蒸发并浓缩。然后将浓缩溶液迅速转移到加热炉，在60℃的恒温下晶体生长，得到晶体材料(NH4)3Bi2Br9。取出长出的晶体并在面上涂上银电极，形成了Ag/(NH4)3Bi2Br9/Ag结构，其中金属电极可以是任意的金、银、铜、铝等导电体，这样的器件即可以用于X射线检测。除了利用这样的单晶探测以外，也可以将晶体粉碎、压片制作成多晶的压片，在压片上沉积电极，制作成基于多晶的X射线探测器或成像阵列。

[0041] 实施例3

[0042] 将1g氧化铋和2.5克的溴化氨溶解在5ml浓度为45％的氢溴酸和氢碘酸混合溶液(HBr：HI＝1:1)中，在室温下搅拌一夜之后将得到的溶液放在热板上，于110℃加热蒸发并浓缩。然后将浓缩溶液迅速转移到加热炉，在60℃的恒温下晶体生长，得到晶体材料(NH4)3Bi2Br4.5I4.5。取出长出的晶体并在面上涂上银电极，形成了Ag/(NH4)3Bi2Br4.5I4.5/Ag结构，其中金属电极可以是任意的金、银、铜、铝等导电体，这样的器件即可以用于X射线检测。除了利用这样的单晶探测以外，也可以将晶体粉碎、压片制作成多晶的压片，在压片上沉积电极，制作成基于多晶的X射线探测器或成像阵列。

[0043] 实施例4

[0044] 将1g氧化铋和2.5克的溴化氨溶解在5ml浓度为45％的盐酸中，在室温下搅拌一夜之后将得到的溶液放在热板上，于110℃加热蒸发并浓缩。然后将浓缩溶液迅速转移到加热炉，在60℃的恒温下晶体生长，得到晶体材料(NH4)3Bi2Cl9。取出长出的晶体并在面上涂上银电极，形成了Ag/(NH4)3Bi2Cl9/Ag结构，其中金属电极可以是任意的金、银、铜、铝等导电体，这样的器件即可以用于X射线检测。除了利用这样的单晶探测以外，也可以将晶体粉碎、压片制作成多晶的压片，在压片上沉积电极，制作成基于多晶的X射线探测器或成像阵列。

[0045] 实施例5

[0046] 将0.8g氧化铋和2.0克碘化铵、溴化铵和氯化铵的混合物(碘化铵：溴化铵：氯化铵＝1:1：1)溶解在5ml浓度为45％的氢溴酸、氢碘酸和盐酸的混合液(HBr：HI：HCl＝1:1:1)中，在室温下搅拌一夜之后将得到的溶液放在热板上，于110℃加热蒸发并浓缩。然后将浓缩溶液迅速转移到加热炉，在60℃的恒温下晶体生长，得到晶体材料(NH4)3Bi2Cl3Br3I3。取出长出的晶体并在面上蒸镀银电极的装置形成了Ag/(NH4)3Bi2Cl3Br3I3/Ag结构，其中金属电极可以是任意的金、银、铜、铝等导电体，这样的器件即可以用于X射线检测。除了利用这样的单晶探测以外，也可以将晶体粉碎、压片制作成多晶的压片，在压片上沉积电极，制作成基于多晶的X射线探测器或成像阵列。HI、HBr和盐酸的比例可以改变，反应物中Cl、Br与I将影响最终生成物的卤素比例。

[0047] 实施例6

[0048] 将1g氧化铋和2.5克的碘化铯溶解在5ml浓度为45％的氢碘酸中，在室温下搅拌一夜之后将得到的溶液放在热板上，于110℃加热蒸发并浓缩。然后将浓缩溶液迅速转移到加热炉，在60℃的恒温下晶体生长，得到晶体材料Cs3Bi2I9。取出长出的晶体并在面上涂上银电极，形成了Ag/Cs3Bi2I9/Ag结构，其中金属电极可以是任意的金、银、铜、铝等导电体，这样的器件即可以用于X射线检测。除了利用这样的单晶探测以外，也可以将晶体粉碎、压片制作成多晶的压片，在压片上沉积电极，制作成基于多晶的X射线探测器或成像阵列。

[0049] 实施例7

[0050] 将0.8g氧化锑(Sb2O3)和2.5克的碘化氨溶解在5ml浓度为45％的氢碘酸中，在室温下搅拌一夜之后将得到的溶液放在热板上，于110℃加热蒸发并浓缩。然后将浓缩溶液迅速转移到加热炉，在60℃的恒温下晶体生长，得到晶体材料(NH4)3Sb2I9。取出长出的晶体并在面上蒸镀银电极的装置形成了Ag/(NH4)3Sb2I9/Ag结构，其中金属电极可以是任意的金、银、铜、铝等导电体，这样的器件即可以用于X射线检测。除了利用这样的单晶探测以外，也可以将晶体粉碎、压片制作成多晶的压片，在压片上沉积电极，制作成基于多晶的X射线探测器或成像阵列。

[0051] 实施例8

[0052] 将0.4g氧化铋、0.4g氧化锑和2.0克的碘化氨溶解在5ml浓度为45％的氢碘酸中，在室温下搅拌过夜，之后将得到的溶液放在热板上，于110℃加热蒸发并浓缩。然后将浓缩溶液迅速转移到加热炉，在60℃的恒温下晶体生长，得到晶体材料(NH4)3BiSbI9。取出长出的晶体并在面上蒸镀银电极的装置形成了Ag/(NH4)3BiSbI9/Ag结构，其中金属电极可以是任意的金、银、铜、铝等导电体，这样的器件即可以用于X射线检测。除了利用这样的单晶探测以外，也可以将晶体粉碎、压片制作成多晶的压片，在压片上沉积电极，制作成基于多晶的X射线探测器或成像阵列。

[0053] 实施例9

[0054] 将0.8g氧化铋和2.0克的碘化银溶解在5ml浓度为45％的氢碘酸中，在室温下搅拌过夜，之后将得到的溶液放在热板上，于110℃加热蒸发并浓缩。然后将浓缩溶液迅速转移到加热炉，在60℃的恒温下晶体生长，得到晶体材料(Ag)3Bi2I9。取出长出的晶体并在面上蒸镀银电极的装置形成了Ag/(Ag)3Bi2I9/Ag结构，其中金属电极可以是任意的金、银、铜、铝等导电体，这样的器件即可以用于X射线检测。除了利用这样的单晶探测以外，也可以将晶体粉碎、压片制作成多晶的压片，在压片上沉积电极，制作成基于多晶的X射线探测器或成像阵列。

[0055] 实施例10

[0056] 将0.8g氧化铋和1.0克碘化银、1.0克溴化银溶解在5ml浓度为45％的氢碘酸和氢溴酸的混合液(HI：HBr＝1:1)中，在室温下搅拌过夜，之后将得到的溶液放在热板上，于110℃加热蒸发并浓缩。然后将浓缩溶液迅速转移到加热炉，在60℃的恒温下晶体生长，得到晶体材料(Ag)3Bi2I4.5Br4.5。取出长出的晶体并在面上蒸镀银电极的装置形成了Ag/(Ag)3Bi2I4.5Br4.5/Ag结构，其中金属电极可以是任意的金、银、铜、铝等导电体，这样的器件即可以用于X射线检测。除了利用这样的单晶探测以外，也可以将晶体粉碎、压片制作成多晶的压片，在压片上沉积电极，制作成基于多晶的X射线探测器或成像阵列。

[0057] 实施例11

[0058] 将0.8g氧化铋和1.2克碘化铵、0.8克碘化银溶解在5ml浓度为45％的氢碘酸中，在室温下搅拌过夜，之后将得到的溶液放在热板上，于110℃加热蒸发并浓缩。然后将浓缩溶液迅速转移到加热炉，在60℃的恒温下晶体生长，得到晶体材料Ag(NH4)2Bi2I9。取出长出的晶体并在面上蒸镀银电极的装置形成了Ag/Ag(NH4)2Bi2I9/Ag结构，其中金属电极可以是任意的金、银、铜、铝等导电体，这样的器件即可以用于X射线检测。除了利用这样的单晶探测以外，也可以将晶体粉碎、压片制作成多晶的压片，在压片上沉积电极，制作成基于多晶的X射线探测器或成像阵列。

[0059] 实施例12

[0060] 将0.8g氧化锑和2.5克的碘化铷溶解在5ml浓度为45％的氢碘酸中，在室温下搅拌一夜之后将得到的溶液放在热板上，于110℃加热蒸发并浓缩。然后将浓缩溶液迅速转移到加热炉，在60℃的恒温下晶体生长，得到晶体材料(Rb)3Sb2I9。取出长出的晶体并在面上蒸镀银电极的装置形成了Ag/(Rb)3Sb2I9/Ag结构，其中金属电极可以是任意的金、银、铜、铝等导电体，这样的器件即可以用于X射线检测。除了利用这样的单晶探测以外，也可以将晶体粉碎、压片制作成多晶的压片，在压片上沉积电极，制作成基于多晶的X射线探测器或成像阵列。

[0061] 实施例13

[0062] 将0.8g氧化锑和2.0克的碘化铵溶解在5ml浓度为45％的氢碘酸中，在室温下搅拌一夜之后将得到的溶液放在热板上，于110℃加热蒸发并浓缩。然后将浓缩溶液迅速转移到加热炉，在60℃的恒温下晶体生长，得到晶体材料(NH4)3Sb2I9。取出长出的晶体并在面上蒸镀银电极的装置形成了Ag/(NH4)3Sb2I9/Ag结构，其中金属电极可以是任意的金、银、铜、铝等导电体，这样的器件即可以用于X射线检测。除了利用这样的单晶探测以外，也可以将晶体粉碎、压片制作成多晶的压片，在压片上沉积电极，制作成基于多晶的X射线探测器或成像阵列。

[0063] 实施例14

[0064] 将0.8g氧化锑和2.0克的碘化铵溶解在5ml浓度为25％的盐酸中，在室温下搅拌一夜之后将得到的溶液放在热板上，于110℃加热蒸发并浓缩。然后将浓缩溶液迅速转移到加热炉，在60℃的恒温下晶体生长，得到晶体材料(NH4)3Sb2Cl9。取出长出的晶体并在面上蒸镀银电极的装置形成了Ag/(NH4)3Sb2Cl9/Ag结构，其中金属电极可以是任意的金、银、铜、铝等导电体，这样的器件即可以用于X射线检测。除了利用这样的单晶探测以外，也可以将晶体粉碎、压片制作成多晶的压片，在压片上沉积电极，制作成基于多晶的X射线探测器或成像阵列。

[0065] 实施例15

[0066] 将0.8g氧化锑和2.0克的碘化铵溶解在5ml浓度为45％的氢溴酸中，在室温下搅拌一夜之后将得到的溶液放在热板上，于110℃加热蒸发并浓缩。然后将浓缩溶液迅速转移到加热炉，在60℃的恒温下晶体生长，得到晶体材料(NH4)3Sb2Br9。取出长出的晶体并在面上蒸镀银电极的装置形成了Ag/(NH4)3Sb2Br9/Ag结构，其中金属电极可以是任意的金、银、铜、铝等导电体，这样的器件即可以用于X射线检测。除了利用这样的单晶探测以外，也可以将晶体粉碎、压片制作成多晶的压片，在压片上沉积电极，制作成基于多晶的X射线探测器或成像阵列。

[0067] 实施例16

[0068] 将0.8g氧化锑和2.0克的碘化铵溶解在5ml浓度为45％的氢溴酸和氢碘酸混合液(HBr：HI＝1:1)中，在室温下搅拌一夜之后将得到的溶液放在热板上，于110℃加热蒸发并浓缩。然后将浓缩溶液迅速转移到加热炉，在60℃的恒温下晶体生长，得到晶体材料(NH4)3Sb2Br4.5I4.5。取出长出的晶体并在面上蒸镀银电极的装置形成了Ag/(NH4)3Sb2Br4.5I4.5/Ag结构，其中金属电极可以是任意的金、银、铜、铝等导电体，这样的器件即可以用于X射线检测。除了利用这样的单晶探测以外，也可以将晶体粉碎、压片制作成多晶的压片，在压片上沉积电极，制作成基于多晶的X射线探测器或成像阵列。HI和HBr的比例可以改变，反应物中Br与I将影响最终生成物的卤素比例。

[0069] 实施例17

[0070] 将0.8g氧化锑和2.0克的碘化铵溶解在5ml浓度为45％的氢溴酸、氢碘酸和盐酸的混合液(HBr：HI：HCl＝1:1:1)中，在室温下搅拌一夜之后将得到的溶液放在热板上，于110℃加热蒸发并浓缩。然后将浓缩溶液迅速转移到加热炉，在60℃的恒温下晶体生长，得到晶体材料(NH4)3Sb2Cl3Br3I3。取出长出的晶体并在面上蒸镀银电极的装置形成了Ag/(NH4)3Sb2Cl3Br3I3/Ag结构，其中金属电极可以是任意的金、银、铜、铝等导电体，这样的器件即可以用于X射线检测。除了利用这样的单晶探测以外，也可以将晶体粉碎、压片制作成多晶的压片，在压片上沉积电极，制作成基于多晶的X射线探测器或成像阵列。HI、HBr和盐酸的比例可以改变，反应物中Cl、Br与I将影响最终生成物的卤素比例。

[0071] 上述实施例中获得具有(A3B2X9)型的结构通式材料，均显示出较好的对X射线的探测性能，器件在接受到X光照射时电流会发生明显的变化。下面取其中部分实施例制备的材料作为典型代表，通过下述实施例对其效果进行展示。

[0072] 实施例18

[0073] 以实施例1合成的(NH4)3Bi2I9为典型代表，其材料和探测器件基本特征如附图1-5所示。图1所示是这类材料的晶体结构示意图，显示其具有层状的晶体结构，并且比较易于通过简单的水热法制备成较大尺寸的晶体，其宏观形貌如图2所示。在这样的晶体两侧，沉积金属电极之后就可以形成金属、半导体、金属这类具有三明治结构的光电导型X射线探测器件，如图3所示。图4显示这一材料对X射线的吸收系数显著大于常规的硅材料，在同样的厚度下，其对X射线的消减系数比硅要高几倍甚至几个数量级。这意味着在达到同样的X射线吸收效果，我们使用的探测材料比传统材料要薄很多，这不但节省成本，同时更重要的是这样的器件，其电子和空穴的渡越时间更短，可以获得更高的光电转换效率，图5显示这类的器件对X射线的最低检测极限仅为55nGair，这一指标比目前的商业化系统好2-3个数量级，是医疗标准的千分之一左右。

[0074] 实施例19

[0075] 以实施例2合成的(NH4)3Bi2Br9为另一个典型代表，其材料和探测器件基本特征如附图6所示。这一材料对X射线的吸收系数同样显著大于常规的硅材料，因为Br的原子序数比I小，所以比实施例1的材料略小，在同样的厚度下，其对X射线的消减系数比硅要高几倍甚至几个数量级。这意味着在达到同样的X射线吸收效果，我们使用的探测材料比传统材料要薄很多，这不但节省成本，同时更重要的是这样的器件，其电子和空穴的渡越时间更短，可以获得更高的光电转换效率，图6显示这类的器件对X射线的最低检测极限仅为210nGair，这一指标比目前的商业化系统好2个数量级，是医疗标准的千分之一到百分之一左右。

[0076] 实施例19

[0077] 以实施例11合成的Ag(NH4)2Bi2I9为另一个典型代表，其材料和探测器件基本特征如附图7所示。这一材料对X射线的吸收系数同样显著大于常规的硅材料，在同样的厚度下，其对X射线的消减系数比硅要高几倍甚至几个数量级。这意味着在达到同样的X射线吸收效果，我们使用的探测材料比传统材料要薄很多，这不但节省成本，同时更重要的是这样的器件，其电子和空穴的渡越时间更短，可以获得更高的光电转换效率，图7显示这类的器件对X射线的最低检测极限仅为120nGair，这一指标比目前的商业化系统好2个数量级，是医疗标准的千分之一到百分之一左右。

[0078] 实施例19

[0079] 以实施例12合成的(Rb)3Sb2I9为另一个典型代表，其材料和探测器件基本特征如附图8所示。这一材料对X射线的吸收系数同样显著大于常规的硅材料，在同样的厚度下，其对X射线的消减系数比硅要高几倍甚至几个数量级。这意味着在达到同样的X射线吸收效果，我们使用的探测材料比传统材料要薄很多，这不但节省成本，同时更重要的是这样的器件，其电子和空穴的渡越时间更短，可以获得更高的光电转换效率，图8显示这类的器件对X射线有明显的响应，在光照X射线后，器件电流明显比暗态下更大，是一类优异X射线探测材料。

[0080] 实施例20

[0081] 以实施例10合成的(Ag)3Bi2I4.5Br4.5为另一个典型代表，其材料和探测器件基本特征如附图9所示。这一材料对X射线的吸收系数同样显著大于常规的硅材料，在同样的厚度下，其对X射线的消减系数比硅要高几倍甚至几个数量级。这意味着在达到同样的X射线吸收效果，我们使用的探测材料比传统材料要薄很多，这不但节省成本，同时更重要的是这样的器件，其电子和空穴的渡越时间更短，可以获得更高的光电转换效率，图9显示这类的器件对X射线有明显的响应，在光照X射线后，器件电流明显比暗态下更大，是一类优异X射线探测材料。

[0082] 实施例20

[0083] 以实施例10合成的(Ag)3Bi2I4.5Br4.5为另一个典型代表，其材料和探测器件基本特征如附图10所示。这一材料对X射线的吸收系数同样显著大于常规的硅材料，在同样的厚度下，其对X射线的消减系数比硅要高几倍甚至几个数量级。这意味着在达到同样的X射线吸收效果，我们使用的探测材料比传统材料要薄很多，这不但节省成本，同时更重要的是这样的器件，其电子和空穴的渡越时间更短，可以获得更高的光电转换效率，图10显示这类的器件对X射线有明显的响应，在光照X射线后，器件电流明显比暗态下更大，是一类优异X射线探测材料。

[0084] 实施例21

[0085] 以实施例14的路径合成的(NH4)3Sb2Cl9为另一个典型代表，其材料和探测器件基本特征如附图11所示。这一材料对X射线的吸收系数同样显著大于常规的硅材料，在同样的厚度下，其对X射线的消减系数比硅要高几倍甚至几个数量级。这意味着在达到同样的X射线吸收效果，我们使用的探测材料比传统材料要薄很多，这不但节省成本，同时更重要的是这样的器件，其电子和空穴的渡越时间更短，可以获得更高的光电转换效率，图11显示这类的器件对X射线有明显的响应，在光照X射线后，器件电流明显比暗态下更大，是一类优异X射线探测材料。

[0086] 实施例22

[0087] 基于前述实施例制得的射线探测材料，可以通过和金属电极连接，制作成X射线探测器件，当X射线照射到器件上，在偏压的作用下，会产生X光电流，外界电路读取这个电流值并且和暗态下的电流做比较，就可以探测X射线的存在与否。当然，这些X射线探测器件可以进一步应用集成至成套设备中，由这类器件构成阵列以后，便可以构成成像系统用于X成像的应用领域，比如人体X光透射、X光胸透、CT、机场X检查等等，形成X射线胸透机，CT机，X射线安检设备等等成像装置。

[0088] 而且，X射线以及γ射线是不同能量的电磁波，两者具有类似的物理性质，都具有较强的穿透能力，因此对探测材料的性能要求也是类似的，一般好的X射线材料也是γ射线的探测材料。前述实施例虽然以X射线探测为例，展示其效果，但其对于γ射线也具有类似效果，因此可以作为γ射线探测材料，并进一步形成γ射线探测器和γ射线探测成像装置。

[0089] 以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，然其并非用以限制本发明。有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。