本技术涉及一种晶态半导体材料及其制备方法和在辐射探测与成像领域的应用，属于晶体。
背景技术：
1、辐射探测材料在医疗诊断和治疗、国土安全、天体物理学以及空间探测等领域发挥着巨大作用。x射线半导体直接探测材料可以直接将x射线光子转换为电信号。相比于以闪烁体为核心的x射线间接探测方式，直接探测方式省去了可见光到电信号的转换过程，具有能量分辨率和空间分辨率高，简化器件装配过程的优势。直接型x射线探测技术的进步，与直接探测半导体材料的发展密切相关。目前商用的光电探测器，以基于高纯硅(si)或高纯锗(ge)材料为主，但是由于该类材料本身对x射线吸收效率低等问题，晶态硅材料只能对能量小于20kev高能射线产生有效的响应。晶态锗材料的禁带宽度仅为0.7ev，小的禁带宽度容易导致了晶态锗材料在进行x射线探测会产生较高的泄漏电流，因此晶态锗辐射探测材料需要在严格的低温状态下才可以对高能射线进行有效的探测。以gaas、insb、sic等为代表的第二、三代半导体具有较大的禁带宽度，可以对热中子进行有效的探测，但是这两代材料制备较为困难，无法合成大面积探测器。有机半导体材料也可以用于高能射线(x射线和γ射线)的探测，然而此类材料主要是由c、h、o、n等轻质原子组成，相比于含有重原子的无机材料，有机半导体的x射线阻挡能力太弱，在高能辐射探测应用方面受到了极大限制。
技术实现思路
1、根据本技术的一个方面，提供了一种晶态半导体材料，是一类金属有机框架杂化半导体晶体，能够将入射的x射线直接转换为电信号，利用无机基元和有机基元之间自组装的协同优势，解决了单一无机组分或单一有机组分无法实现的功能的问题。
2、本技术采用如下技术方案：
3、一种晶态半导体材料，所述晶态半导体材料的分子式为：[m2(pbda)(dmso)]n；
4、其中n为∞，表示不断重复无限延伸；
5、m代表金属离子；
6、m选自pb2+、ba2+、sr2+、zn2+、cd2+、fe3+、bi3+、zr4+、ag+、au3+、hf4+中的至少一种；
7、pbda2-为对苯二丙烯酸完全脱氢后的配体；
8、dmso为二甲亚砜。
9、可选地，所述晶态半导体材料的最小不对称结构单元包含两个pb2+金属离子，两个pbda2-配体以及一个配位的dmso分子；
10、所述晶体为三维结构。
11、可选地，所述晶态半导体材料属于正交晶系，空间群为pna21。
12、可选地，所述晶态半导体材料的晶胞参数为α＝90°，β＝90°，γ＝90°，z＝4，晶胞体积为
13、可选地，所述晶态半导体材料的晶胞参数中
14、可选地，所述晶态半导体材料的的晶胞参数为α＝90°，β＝90°，γ＝90°，z＝4，晶胞体积为
15、根据本技术的另一方面，提供了一种上述晶态半导体材料的制备方法，包括如下步骤：
16、将含有m金属盐、对苯二丙烯酸、反应介质的混合物置于密闭容器中，加热反应，得到所述晶态半导体材料；
17、其中，所述反应介质包括二甲亚砜、水溶性有机溶剂、水；
18、m选自pb2+、ba2+、sr2+、zn2+、cd2+、fe3+、bi3+、zr4+、ag+、au3+、hf4+中的至少一种。
19、可选地，所述m金属盐选自m的硝酸盐、硫酸盐、磷酸盐、醋酸盐、柠檬酸盐、氯化盐、碘化盐、溴化盐、次氯酸盐、丙酸盐中的至少一种。
20、可选地，所述m金属盐选自硝酸铅、醋酸铅、氯化铅、溴化铅、碘化铅、氯化钡、溴化钡、碘化钡、硝酸钡、氯化锶、溴化锶、碘化锶、硝酸锶、氯化锌、溴化锌、碘化锌、硝酸锌、氯化镉、溴化镉、碘化镉、硝酸镉、氯化铁、硝酸铁、硫酸铁、磷酸铁、硝酸铋、氯化铋、溴化铋、碘化铋、柠檬酸锆、丙酸锆、氯氧化锆、硝酸银、三氯化金、硝酸金、氯化铪、硫酸铪中的至少一种。
21、可选地，所述m金属盐与对苯二丙烯酸的摩尔比为0.8～3：1。
22、可选地，所述m金属盐与对苯二丙烯酸的摩尔比为1～2：1。
23、可选地，所述m金属盐与对苯二丙烯酸的摩尔比选自0.8：1、1：1、1.5：1、2：1、2.5：1、3：1中的任意值，或任意两者间的范围值。
24、可选地，所述二甲亚砜、水溶性有机溶剂、水的体积比为(3～5)：(1～3)：1。
25、可选地，所述水溶性有机溶剂选自甲醇、乙醇中的至少一种。
26、可选地，所述二甲亚砜、水的体积比选自3：1、3.5：1、4：1、4.5：1、5：1中的任意值，或任意两者间的范围值。
27、可选地，所述水溶性有机溶剂、水的体积比为1：1、1.5：1、2：1、2.5：1、3：1中的任意值，或任意两者间的范围值。
28、可选地，所述对苯二丙烯酸与反应介质的用量比为0.05～0.2mmol：4～10ml。
29、可选地，所述对苯二丙烯酸与反应介质的用量比为1mmol：60～180ml。
30、可选地，所述加热反应的条件包括：反应温度为90～120℃，反应时间为36～96h。
31、可选地，所述加热反应的条件包括：反应温度为90～100℃，反应时间为48～72小时。
32、可选地，本技术制备方法是将上述混合物进行溶剂热反应。
33、可选地，所述加热反应后还包括对产物进行冷却、过滤、洗涤、干燥。
34、可选地，所述洗涤包括采用体积比为1：1的乙醇和水的混合液洗涤3～5次。
35、根据本技术的另一方面，还提供了一种任一项上述的晶态半导体材料、根据任一项上述制备方法制备得到的晶态半导体材料中的至少一种在辐射探测计量计、x射线半导体医学成像中的应用。
36、可选地，所述应用包括将所述晶态半导体材料作为x射线直接探测材料。
37、可选地，所述应用包括将晶态半导体材料切割成需要的尺寸或者将晶体研磨后在8～10mpa条件下压制成片，在切割后的晶体或压片的两端蒸镀电极材料，获得x射线探测器；
38、所用的电极材料选自金、银、铜、铝、石墨、导电炭中的至少一种导电材料。
39、本技术能产生的有益效果包括：
40、(1)本技术晶态半导体材料的制备采用低成本的溶液合成方法，利用无机基元和有机基元之间自组装的协同优势，获得了具有晶体结构的化合物[m2(pbda)(dmso)]n，解决了现有的商业x射线探测的晶态半导体材料合成工艺复杂、生产成本高的问题。
41、(2)本技术提供的分子式为[m2(pbda)(dmso)]n晶态半导体材料在x射线下现出高效的光电流响应，利用无机组分和有机组分自组装成超分子网络的协同效应，表现出大的载流子迁移率和寿命的乘积以及高的x射线探测灵敏度；双核的重金属pb构型具有大的x射线吸收效率。因此，本技术的[m2(pbda)(dmso)]n晶体可应用于半导体材料、室温x射线辐射直接探测材料、辐射探测剂量计、x射线半导体医学成像等方面。
1.一种晶态半导体材料，其特征在于，所述晶态半导体材料的分子式为：[m2(pbda)(dmso)]n；
2.根据权利要求1所述的晶态半导体材料，其特征在于，所述晶态半导体材料的最小不对称结构单元包含两个pb2+金属离子，两个pbda2-配体以及一个配位的dmso分子；
3.根据权利要求1所述的晶态半导体材料，其特征在于，所述晶态半导体材料属于正交晶系，空间群为pna21；
4.根据权利要求1至3任一项所述晶态半导体材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述m金属盐选自m的硝酸盐、硫酸盐、磷酸盐、醋酸盐、柠檬酸盐、氯化盐、碘化盐、溴化盐、次氯酸盐、丙酸盐中的至少一种；
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述m金属盐与对苯二丙烯酸的摩尔比为0.8～3：1。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述二甲亚砜、水溶性有机溶剂、水的体积比为(3～5)：(1～3)：1。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述对苯二丙烯酸与反应介质的用量比为0.05～0.2mmol：4～10ml。
9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述加热反应的条件包括：反应温度为90～120℃，反应时间为36～96h。
10.权利要1至3所述的晶态半导体材料、根据权利要求4至9任一项所述制备方法制备得到的晶态半导体材料中的至少一种在辐射探测计量计、x射线半导体医学成像中的应用。
