Основные статьи:
2023: Представление технологии изготовления детекторов рентгеновского излучения
Ученые Университета науки и технологий МИСИС и Центра диагностики и телемедицины ДЗМ предложили технологию изготовления детекторов рентгеновского излучения, используемых для проверки багажа в аэропорту или для компьютерной томографии в больницах. Об этом Университет сообщил 25 августа 2023 года.
Детекторы на основе перовскитного материала позволят снизить стоимость аппаратов и увеличить чувствительность к рентгеновскому излучению. Открытие их производства в России позволит импортозаместить зарубежные аналоги.Как DevOps-сервис помогает «разгрузить» высоконагруженные системы BPMSoft 2.2 т
Перовскиты — это класс материалов с особой кристаллической структурой, которые обладают высокой эффективностью при преобразовании рентгеновских лучей в электрические сигналы. В отличие от традиционных материалов, таких как кремний и аморфный селен, перовскитные детекторы обладают высокой чувствительностью, низкой стоимостью и простотой изготовления. Однако все разработки приборов на их основе находятся на стадии исследований и промышленного применения пока не достигли.
|
| «Мы разрабатываем детекторную структуру нового поколения на основе перовскита. Перовскит — современный тип полупроводниковых материалов. Он чутко реагирует на ионизирующее излучение, которое используется в рентгенологии, свечением либо электрическим сигналом. Повышение чувствительности съемки позволит снизить лучевую нагрузку на пациента. Мы показали, что перовскитный кристалл выдерживает высокие дозы облучения, не теряя своих оптических свойств, что обеспечивает большой ресурс работы. Уверены, что перовскиты станут основой посткремниевой электроники», — отметил научный сотрудник Центра диагностики и телемедицины ДЗМ, инженер лаборатории солнечной энергетики НИТУ МИСИС Артур Иштеев.
|
|
На август 2023 года исследователями Лаборатории перспективной солнечной энергетики НИТУ МИСИС уже получен прототип матрицы детектора с размером пикселя 50 на 50 микрон (0,001 мм), а первые тесты показали эффективность и работоспособность прототипа — через детектор при его облучении идет фототок, а между пикселями есть изоляция. При этом, опытные образцы детекторов для рентген- и ПЭТ/КТ-аппаратов изготовлены на основе перовскитных фотопреобразователей из полностью отечественных материалов на российском оборудовании.
|
| «В России пока нет собственного производства детекторов для рентгеновского оборудования, комплектующие для них закупались в Америке или Китае. Поэтому ученые нашего Центра совместно с Университетом науки и технологий МИСИС разработали прототип детектора нового поколения. Это оптоэлектронный преобразователь на основе инновационного перовскита для перевода рентгеновского излучения в электронный сигнал. Разработка уже проходит тестирование, в дальнейшем это позволит организовать собственное производство таких детекторов. Они заметно превосходят по своим характеристикам применяемые сейчас аналоги. Их внедрение поможет сделать лучевые исследования более доступными», — отметил Юрий Васильев, представитель Центра диагностики и телемедицины ДЗМ.
|
|
По мнению представителей Центра диагностики и телемедицины ДЗМ, детекторы также могут быть использованы в качестве регистрации рентген-лучей в космических орбитальных аппаратах, специальных приборах контроля состояний металлоконструкций, приборах для досмотра и медицинской диагностики.
|
| Создание детектора рентгеновского излучения — многоэтапный процесс. В работе используется лазерное скрайбирование поверхности подложки для создания микроразмерных каналов, далее на поверхность наносятся тонкие слои транспортных материалов и перовскита с помощью слот-матричной печати и центрифугирования. Затем производится терморезистивное напыление металла для создания контактов. Полученная приборная структура проходит тестирование, представляющее собой исследование фототока, который генерируется в детекторе при облучении, — отметил научный сотрудник лаборатории перспективной солнечной энергетики Университета МИСИС Андрей Морозов.
|
|
Разработка пока находится на начальной стадии, несмотря на наличие прототипа. Для вывода технологии на стадию промышленного применения потребуется не меньше года исследований. В дальнейших планах ученых — работа по увеличению однородности темнового тока пикселей детектора и чувствительности пикселей к излучению.