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当今社会,X射线在医疗,工业探伤,以及航空航天等领域都有着重要应用,而探测和分辨X射线则是射线应用的重要一环,所以研制高性能、低噪声的X射线探测器是X射线应用的重中之重。一般来说,探测X射线的方法可以分为间接探测和直接探测两种。基于闪烁晶体的间接X射线探测方法是先将X射线转换为可见光,然后通过CMOS或者CCD图像传感器将可见光信号转换为电信号。由于闪烁晶体中生成的可见光会发生散射,而且需要将X射线光子转换为可见光子的中间步骤,所以间接X射线探测器有空间分辨率低和量子效率低的缺点。基于半导体的直接X射线探测器通过半导体活性材料将高能光子能量直接转换为光生载流子信号,有可能获得高的空间分辨率和量子效率。人们通常采用硅,锗,硒等半导体材料进行X射线直接探测,但是由于这些组成元素的原子序数低,它们对X射线的吸收系数低,高能X射线光子辐射容易对这些材料造成晶格损伤,,因此大部分由这些材料构成的直接X射线成像器件只能应用于较低能量的X射线成像。对于具有较高光子能量的X射线,一般采用碲锌镉单晶（Cd Zn Te）等进行探测。但是这些无机活性晶体成本高昂,成品率低,而且很难与阵列读出电路集成而形成高分辨成像平板。因此,研究新型的X射线探测活性材料和制备低噪声的探测器是具有重要的学术价值和应用前景。有机-无机铅卤钙钛矿（MAPb X3,MA=CH3NH3,X=Cl,Br,I）因其具有制备简单,光电转换效率高的优势,近年来基于钙钛矿的太阳能电池等领域已经成为全球研究热点,同时它也被认为是一种适合X射线探测的新型半导体材料。然而,目前基于钙钛矿的X射线探测器存在着暗态电流大,探测器噪声大,以及难以与硅基电路结合等问题,距离X射线探测器的实际应用还存在较大差距。针对基于钙钛矿单晶的X射线探测存在的关键问题,本文围绕如何提高探测单晶的载流子迁移率-寿命积,降低缺陷密度,抑制晶体内部的离子移动;如何优化器件结构降低噪声,提高响应速度;如何将晶体与薄膜晶体管（TFT）读出电路阵列连接等方面开展创新研究,为研制基于钙钛矿单晶的低噪型X射线探测平板探索道路。本论文获得以下研究成果:（1）本文通过调节钙钛矿单晶中的卤族元素的配比,生长出低缺陷密度、高载流子迁移率的MAPb Cl0.5Br2.5单晶。本文研究发现调节钙钛矿单晶中的卤族元素的配比可以改变晶体的缺陷密度。本文采用溶液法生长了7种不同卤族元素配比的钙钛矿单晶,并用空间电荷限制电流法和飞越时间法计算了它们的缺陷密度以及载流子迁移率。经过对比分析发现当晶体中溴氯比例为5:1时,晶体的载流子迁移率达到最高,分别为170.5cm2V-1s-1（电子）,181.2cm2V-1s-1（空穴）,晶体的缺陷密度达到最低,为1.93×109cm-3。该工作发表在Materials Letters（2019年,卷:236,26-29）。（2）本文利用液相外延的方法在晶体表面外延晶格匹配的功能层,改善界面问题,并制备了低噪声、高探测效率的X射线探测器。本文利用利用液相外延的方法在分别在MAPb Cl0.5Br2.5上下表面外延了晶格匹配的MAPb Br3和MAPb Cl3层代替旋涂的有机功能层,制备结构为Au/MAPb Br3/MAPb Cl0.5Br2.5/MAPb Cl3/Ag的X射线探测器。这种探测器在-200V的偏压下暗电流的平均噪声为3.24n A/Hz0.5,光电流平均噪声为0.25n A/Hz0.5都远低于相同偏压下旋涂有机功能层的X射线探测器的电流噪声。同时也使用这种低噪型的X射线探测器实现了机械扫描式的X射线成像。该工作发表在Chinese Physical Letters（2020年,卷:37期:0181011）。（3）本文提出了一种新的钙钛矿晶体与TFT读出电路基板相粘结的技术,既不需要复杂的图案对准,又可以保证X射线成像器件的空间分辨率。本文研制了一种成分为:MAPb Br3前驱液+松油醇+乙基纤维素（松油醇质量占比35%,松油醇与乙基纤维素质量比为3:1）的晶体粘合剂。经过工艺处理,该粘合剂不仅具有粘滞性,且包含丰富的MAPb Br3钙钛矿多晶微粒。用这种粘合剂将钙钛矿晶体与读出电路基板相连接,即可以保证钙钛矿单晶与像素电极之间具有良好的载流子输运通道,又使得相邻探测像素之间存在较大的阻抗。本文提出的这种粘结技术,不需要精确的图案对准,它可以用于高分辨率钙钛矿X射线成像器件的制备。（4）为了制备大面积X射线平板成像器件,本文利用同质液相外延法实现了尺寸相近的同种钙钛矿晶体的无缝拼接。同质外延是指外延一层与基底物质相同的外延层。同质外延层不仅与基底的物质成分相同而且其晶面取向也与所外延在的基底的晶面取向相同。利用这一特性,可以将两个取向相同的晶面通过同质外延层无缝连接起来。在晶体的液相生长中,晶体会优先选择在已有的晶种表面析出使晶种的尺寸不断增大。所以同质液相外延不仅实现了同种钙钛矿晶体的无缝连接而且也有效的增大了连接产物的尺寸。本文中将两块尺寸为0.5cm×0.5cm×0.1cm的MAPb Cl0.5Br2.5单晶晶种经过36个小时的同质外延生长最终得到尺寸为2.5cm×1.5cm×0.5cm的长方体MAPb Cl0.5Br2.5单晶。