Het onderzoek is gepubliceerd in Nature Communications op 21 februari.

Röntgenbeelden zijn essentieel voor de diagnose en behandeling van hart- en vaatziekten en kankerziekten. Röntgendetectoren met directe conversie gemaakt van halfgeleidermaterialen vertonen een superieure ruimtelijke en temporele resolutie bij lagere stralingsdoses vergeleken met detectoren met indirecte conversie gemaakt van scintillatormaterialen. De momenteel beschikbare halfgeleidermaterialen, zoals Si, a-Se en CdZnTe/CdTe, zijn echter niet ideaal voor algemene röntgenbeeldvorming vanwege hun lage röntgenabsorptie-efficiëntie of hoge kosten.

Perovskiet is een veelbelovend alternatief voor conventionele halfgeleidermaterialen. De haalbaarheid van de combinatie met snelle gepixelde CMOS-arrays is echter nog onbekend.

Om dit probleem aan te pakken, ontwikkelden onderzoekers een röntgendetector met directe conversie, vervaardigd met een 300 μm dikke anorganische CsPbBr₃ perovskietfilm gedrukt op een speciale CMOS-pixelarray.

Onderzoekers ontdekten dat de gezeefdrukte dikke CsPbBr₃ film heeft een hoog μτ-product van 5,2×10 ^-4 cm ² V ^–1 , een hoge röntgendetectiegevoeligheid van 15.891 µC Gy_lucht ^–1 cm ^–2 , en een lage dosisdetectielimiet van 321 nGy_lucht s ^–1 .

Experimentele röntgen-2D-beeldvormingsresultaten hebben aangetoond dat de voorgestelde perovskiet-CMOS-detector een zeer hoge ruimtelijke resolutie kan bereiken (5,0 lp mm ^-1 , hardwarelimiet is 6,0 lp mm ^-1 ) en beeldprestaties bij lage doses (260 nGy).

Bovendien werd 3D CT-beeldvorming ook gevalideerd met de voorgestelde detector met een hoge signaaluitleessnelheid van 300 fps.

"Ons werk toont het potentieel aan van loodhalogenide-perovskieten bij het revolutioneren van de ontwikkeling van ultramoderne röntgendetectoren met aanzienlijk verbeterde ruimtelijke resolutie, uitleessnelheid en detectie-efficiëntie bij lage doses", aldus prof. Ge. P>

"Dit maakt de weg vrij voor medische röntgenbeeldvormingstoepassingen die in de toekomst zachter en veiliger zullen worden."