We report a performance comparison of Zr, Bi, Ti, and Ga as metal contacts on solution-grown CsPbBr3 single-crystal gamma-ray detectors. The same CsPbBr3 single crystal was repeatedly deposited with different metal contacts for the evaluation of gamma spectral performance to eliminate crystal-to-crystal variation. Leakage current as low as 2–3 nA at −200 V with detector thickness 2–3 mm was consistently achieved with Zr, Bi, Ti, and Ga as Schottky contact metal, which is comparable to the leakage current level of a commercial cadmium zinc telluride (CZT) detector. Gamma energy spectra with a prominent photopeak at 662 keV were consistently acquired with all studied metal contacts. The best resolution at 662 keV is 11% with a peak-to-Compton valley ratio of 2, indicating an improved spectrum shape than previous results. Through Americium-241 (241Am) alpha spectra acquisition, the hole mobility of the CsPbBr3 single crystal is evaluated to be 1.78 cm2 V−1 s−1. We also discussed issues related with the CsPbBr3 gamma detector architecture and interface layers, commonly encountered during CsPbBr3 gamma detector fabrication, that is, impact of electron/hole transport layer and surface oxide layer on gamma detector spectral performance, comparison of different metal–perovskite–metal structures. The persistent CsPbBr3 gamma spectral performance marks the good reproducibility of CsPbBr3 gamma detectors, further enabling CsPbBr3 detector field applications.

中文翻译：

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Zr、Bi、Ti 和 Ga 在无机钙钛矿 CsPbBr3 伽马射线探测器中作为金属触点的比较

我们报告了 Zr、Bi、Ti 和 Ga 作为溶液生长的 CsPbBr3 单晶伽马射线探测器上的金属触点的性能比较。相同的 CsPbBr3 单晶用不同的金属触点重复沉积，用于评估伽马光谱性能，以消除晶体间的差异。使用 Zr、Bi、Ti 和 Ga 作为肖特基接触金属，在 -200 V 和探测器厚度为 2-3 mm 的情况下，漏电流低至 2-3 nA，与商用镉锌的漏电流水平相当碲化物 (CZT) 检测器。伽玛能谱在 662 keV 处具有突出的光峰，所有研究的金属触点都一致地获得。662 keV 下的最佳分辨率为 11%，峰康比为 2，表明光谱形状比以前的结果有所改善。通过 Americium-241 (241Am) α 光谱采集，CsPbBr3 单晶的空穴迁移率评估为 1.78 cm2 V-1 s-1。我们还讨论了与 CsPbBr3 伽马探测器结构和界面层相关的问题，这些问题在 CsPbBr3 伽马探测器制造过程中经常遇到，即电子/空穴传输层和表面氧化物层对伽马探测器光谱性能的影响，不同金属-钙钛矿的比较-金属结构。持久的 CsPbBr3 伽马光谱性能标志着 CsPbBr3 伽马探测器的良好重现性，进一步实现了 CsPbBr3 探测器的现场应用。CsPbBr3 伽马探测器制造过程中经常遇到的问题，即电子/空穴传输层和表面氧化物层对伽马探测器光谱性能的影响，不同金属-钙钛矿-金属结构的比较。持久的 CsPbBr3 伽马光谱性能标志着 CsPbBr3 伽马探测器的良好重现性，进一步实现了 CsPbBr3 探测器的现场应用。CsPbBr3 伽马探测器制造过程中经常遇到的问题，即电子/空穴传输层和表面氧化物层对伽马探测器光谱性能的影响，不同金属-钙钛矿-金属结构的比较。持久的 CsPbBr3 伽马光谱性能标志着 CsPbBr3 伽马探测器的良好重现性，进一步实现了 CsPbBr3 探测器的现场应用。