Gli istituti di Shenzhen di tecnologia avanzata (SIAT) dell'Accademia cinese delle scienze, in collaborazione con ricercatori della Central China Normal University, hanno sviluppato un rilevatore CMOS (metallo-ossido-semiconduttore complementare) a raggi X di perovskite ad alte prestazioni per l'imaging medico. /P>
Lo studio è stato pubblicato su Nature Communications il 21 febbraio.
L’imaging a raggi X è vitale per la diagnosi e il trattamento delle malattie cardiovascolari e tumorali. I rilevatori di raggi X a conversione diretta realizzati con materiali semiconduttori mostrano una risoluzione spaziale e temporale superiore a dosi di radiazioni inferiori rispetto ai rilevatori a conversione indiretta realizzati con materiali scintillatori. Tuttavia, i materiali semiconduttori attualmente disponibili, come Si, a-Se e CdZnTe/CdTe, non sono ideali per l'imaging a raggi X generale a causa della loro bassa efficienza di assorbimento dei raggi X o dei costi elevati.
La perovskite è un'alternativa promettente ai materiali semiconduttori convenzionali. Tuttavia, la fattibilità della sua combinazione con array CMOS pixelati ad alta velocità è ancora sconosciuta.
Per risolvere questo problema, i ricercatori hanno sviluppato un rilevatore di raggi X a conversione diretta fabbricato con un CsPbBr3 inorganico spesso 300 μm. pellicola di perovskite stampata su un array di pixel CMOS dedicato.
I ricercatori hanno scoperto che il CsPbBr3 spesso serigrafato la pellicola ha un prodotto μτ elevato pari a 5,2×10
-4
cm
2
V
–1
, un'elevata sensibilità di rilevamento dei raggi X di 15.891 µC Gyaria
–1
cm
–2
e un limite di rilevamento della dose bassa di 321 nGyaria s
–1
.
I risultati sperimentali dell'imaging 2D a raggi X hanno mostrato che il rilevatore CMOS a perovskite proposto può raggiungere una risoluzione spaziale molto elevata (5,0 lp mm
-1
, il limite hardware è 6,0 lp mm
-1
) e prestazioni di imaging a basso dosaggio (260 nGy).
Inoltre, l'imaging TC 3D è stato convalidato anche con il rilevatore proposto a una velocità di lettura del segnale elevata di 300 fps.
"Il nostro lavoro mostra il potenziale delle perovskiti agli alogenuri di piombo nel rivoluzionare lo sviluppo di rilevatori di raggi X all'avanguardia con una risoluzione spaziale, una velocità di lettura e un'efficienza di rilevamento a basse dosi significativamente migliorate", ha affermato il Prof. Ge.
"Ciò apre la strada affinché le applicazioni di imaging medico a raggi X diventino più delicate e sicure in futuro."
