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新型探测器为X光成像技术带来革命性变化

2020年5月2日8:34 环球解密

    一种新型X射线探测器即将颠覆医疗成像领域,在减少辐射量、降低健康风险的同时提升了成像分辨率,在安检和研究领域也具有重要意义。

    使用钙钛矿材料制作X射线探测器的示意图。(Los Alamos National Laboratory)

    美国洛斯阿拉莫斯国家实验室(Los Alamos National Laboratory)和阿贡国家实验室合作的研究,发现使用钙钛矿材料做为X射线探测器,具有造价低、敏感度高的优点,而且无需外部电能,比现有X射线探测器性有着极大的改善。

    由于钙钛矿富含像铅和碘这些重金属,传统硅基材料感应不到的X射线都能被钙钛矿探测器感应到,因此,比起传统硅材料,这种新探测器的敏感度提升了近百倍。而且,新的钙钛矿材料无需外部电源即可产生响应X射线的电子信号。

    这种高敏感度探测器让医疗成像、牙科拍照只需很少量的X射线,患者和拍照医师的辐射风险都得到降低。

    另外,由于很薄的一层材料已经能完成传统探测器的工作,因此新材料为高分辨率成像提供了可能性,对医学评估和诊断方面很有帮助。

    低耗能和高分辨率探测器在安检、高能X射线研究领域也有很好的应用前景,比如在同步辐射光源设施上具有显着的优势。

    传统硅基材料要在真空、高温环境下镀上金属,而这种新材料制造工艺相当简易。只需把溶液喷洒在材料表面就能制成钙钛矿薄膜,因此这种薄膜材料制造成本低廉。

    研究者蔡(Hsinhan Tsai)说:“我们很可能只需类似喷墨打印的系统就能造出大尺寸的探测器,这种成本经济、高分辨率的钙钛矿探测器,很可能会代替50万美元的硅探测器阵列。”

    研究者还说,如果向厚一些钙钛矿探测材料加上小幅电压,造出的探测器将适用于比X射线更高能的射线,比如低能伽马射线。

    这份研究近期发表在《科学进展》(Science Advances)期刊上。

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