Ein robuster, empfindlicher Dünnschicht-Röntgendetektor mit 2-D-Schichtperowskit-Dioden

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In einem neuen Bericht über die Fortschritte in der Wissenschaft demonstrierten Hsinhan Tsai und ein Forschungsteam in den Bereichen Werkstoffe, Nanotechnologie, Nukleartechnik und Röntgenwissenschaft am Los Alamos National Laboratory und am Argonne National Laboratory in den USA einen neuen Prototyp eines Dünnschicht-Röntgendetektors.

Der Aufbau enthielt hochkristalline zweidimensionale (2-D) Ruddlesden-Popper (RP)-Phase geschichtete Perowskite und behielt einen hohen spezifischen Diodenwiderstand von 1012 Ohm.cm bei, was zu einer hohen Röntgendetektionsempfindlichkeit von bis zu 0,276 C Gyair-1 cm-3 führte.

Das Versprechen einer revolutionären medizinischen Bildgebung mit minimalen Gesundheitsrisiken.

Das Team sammelte die Signale unter Verwendung des eingebauten Potenzials, und die Ergebnisse untermauern den Betrieb der vorhandenen robusten primären Photostromgeräte.

Die Detektoren erzeugten erhebliche röntgenphotoneninduzierte Leerlaufspannungen als alternativen Detektionsmechanismus.

Die Arbeit schlägt eine neue Generation von Röntgendetektoren auf der Basis kostengünstiger, geschichteter Perowskit-Dünnfilme für zukünftige Röntgenbildgebungstechnologien vor.Festkörper-Strahlungsdetektoren können Röntgensignale (Strahlungsphotonen) direkt in elektrischen Strom oder Ladungen umwandeln, mit überlegener Empfindlichkeit und hoher Zählrate.

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Die Geräte können andere Erkennungstechniken übertreffen, die zur Erfüllung kritischer Anforderungen in medizinischen und Sicherheitsanwendungen und in Anlagen mit fortschrittlichen Photonenquellen eingesetzt werden.

Um die Detektivität oder Empfindlichkeit des Geräts und die Auflösung oberhalb des Dunkelrauschens in einem Hochleistungs-Röntgendetektor zu bestimmen, müssen die Wissenschaftler die Dunkelstromamplitude bei Sperrvorspannung minimieren und den bei niedriger Röntgendosis erzeugten Strom auflösen.Das Verfahren erfordert hochreine Halbleiter und vollständig verarmte Übergänge zwischen aktiven Bereichen, während die zur Detektion verwendeten Halbleitermaterialien ebenfalls robust sein müssen.

Um diese Anforderungen zu erfüllen, verwenden die Forscher derzeit hochreine halbleitende Einkristalle, die unter hohen Spannungen in aktiven Regionen arbeiten.

Solche Detektoren benötigen jedoch eine hohe Betriebsspannung über eine große Dicke….

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