Мульти для печати

Поэтапное изменение в области применения изображений может быть на горизонте после того, как исследователи Exciton Science продемонстрировали путь к обнаружению мультиэнергетического рентгеновского излучения со значительно повышенной гибкостью и чувствительностью.

Технология, разработанная командой из Университета Монаша, основана на обработанных раствором печатных диодах, изготовленных с использованием тонких перовскитных пленок, компонента, который чаще всего ассоциируется с устройствами солнечной энергии следующего поколения.

Результаты работыбыли опубликованы в престижном журнале Advanced Materials.

Доктор Бабар Шаббир, старший научный сотрудник Exciton Science и первый автор статьи, сказал: «Эти детекторы на основе перовскита могут обеспечить быстрое время отклика и высокую чувствительность, что позволяет обнаруживать и визуализировать в реальном времени сложные цели, в том числе заболевания. диагностики, обнаружения взрывчатых веществ и выявления загрязнения пищевых продуктов».

Большинство детекторов рентгеновского излучения работают на одном из двух энергетических уровней — жестком или мягком. Жесткие рентгеновские лучи используются для проникновения в плотные материалы, такие как кость или камень, а мягкие рентгеновские лучи необходимы для безопасной визуализации живого вещества, такого как ткани и клетки.

Типичное обнаружение одной энергии происходит в области жесткого рентгеновского излучения от 10 до 100 килоэлектронвольт (КэВ). Между тем, для обнаружения в мягком окне могут потребоваться уровни энергии ниже 1 кэВ.

Иногда детектор рентгеновского излучения должен иметь возможность работать на обоих уровнях энергии. Например, при поиске опухолей в тканях молочной железы.

Существующие мультиэнергетические детекторы рентгеновского излучения изготавливаются с использованием кремния и селена, и хотя они могут работать в обеих областях, они ограничены по энергетической чувствительности и пространственному разрешению.

Многообещающая и потенциально гораздо более эффективная и универсальная альтернатива появилась в виде металлогалогенидных перовскитов.

Перовскитные материалы, названные в честь своей кристаллической структуры, недороги в производстве и могут эффективно управлять интенсивностью рентгеновского луча при его прохождении через вещество — процесс, известный как затухание рентгеновских лучей.

Важно отметить, что когда перовскит изготавливается внутри диодного устройства, процесс ослабления рентгеновских лучей вызывает образование зарядов, которые можно эффективно собирать, чтобы обеспечить подпись энергии рентгеновских лучей и ее интенсивности.

В этой новой работе было показано, что многоэнергетические детекторы рентгеновского излучения на основе перовскита могут работать в широком диапазоне энергий от 0,1 кэВ до десятков кэВ, что значительно шире, чем существующие традиционные многоэнергетические детекторы рентгеновского излучения.

Предыдущие демонстрации устройств на основе перовскита ограничивались обнаружением жесткого рентгеновского излучения и в небольшом масштабе - от миллиметров до сантиметров.

Мало того, что это первый раз, когда перовскиты используются для обнаружения мягкого рентгеновского излучения, новый подход также подходит для масштабирования до больших площадей, необходимых для коммерческого использования.

А поскольку перовскитные детекторы будут изготавливаться в виде тонкой пленки, их можно будет комбинировать с гибкими подложками, чтобы открыть новый диапазон форм и размеров устройств.

Профессор Яцек Ясеняк из Университета Монаша, главный исследователь Exciton Science и старший автор статьи, сказал: «Эта работа демонстрирует естественное распространение перовскитов в печатных рентгеновских детекторах. Их производство должно быть дешевле, а также может включать в себя модифицированный форм-фактор пленки, где вам нужна присущая гибкость. Это открывает поле для совершенно новых вопросов о том, как использовать устройства такого типа».

- Этот пресс-релиз был первоначально опубликован на веб-сайте Центра передового опыта ARC в области экситонной науки.