Ученые Университета науки и технологий МИСИС предложили новую технологию изготовления детекторов рентгеновского излучения, используемых для проверки багажа в аэропорту или для компьютерной томографии в больницах. Детекторы на основе перовскитного материала позволят снизить стоимость аппаратов и увеличить чувствительность к рентгеновскому излучению. Открытие их производства в России позволит импортозаместить зарубежные аналоги.
Перовскиты — это класс материалов с уникальной 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.
На данный момент 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 полностью изготовлены из отечественных материалов на российском оборудовании.
«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.
Проект по созданию перовскитного детектора рентгеновского излучения победил в конкурсе «Студенческий стартап» Минобрнауки России в категории «Новые приборы и интеллектуальные производственные технологии».
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.