Dispositivo baseado em filme fino orgânico:Arquitetura e morfologia. (A) Estrutura coplanar composta por dois eletrodos interdigitados (Au) depositados sobre um substrato plástico (125 μm de espessura) por evaporação térmica. O filme fino semicondutor orgânico é depositado na parte superior por fundição de gota, e é composto por TIPGe-Pn. (B) Imagem óptica das estruturas microcristalinas bem alinhadas formando a camada semicondutora de filme fino. (C) Flexibilidade dos detectores baseados em TIPGe-Pn aqui apresentados. Crédito da foto:Ilaria Fratelli, Departamento de Física e Astronomia, Universidade de Bolonha, Itália. Crédito: Avanços da Ciência (2021). DOI:10.1126 / sciadv.abf4462
Uma equipe de pesquisadores afiliados a várias instituições na Itália e uma nos EUA desenvolveu um dispositivo de filme fino orgânico que pode ser usado para medir doses de radiação de prótons. Em seu artigo publicado na revista Avanços da Ciência , o grupo descreve seu dispositivo de filme fino baseado em semicondutor e possíveis usos para ele.
Como observam os pesquisadores, o desenvolvimento de dispositivos de detecção de prótons tem sido um objetivo dos físicos por muitos anos devido ao seu uso em esforços de pesquisa fundamentais. Mais recentemente, tais dispositivos tornaram-se desejáveis para terapia de prótons, em que prótons, em vez de raios-X tradicionais, são disparados contra tumores cancerígenos porque podem ser direcionados com mais precisão. Neste novo esforço, os pesquisadores desenvolveram um dispositivo de detecção de prótons orgânicos. Eles observam que ele tem vantagens sobre outros dispositivos não orgânicos porque sua densidade é quase a mesma do tecido humano, o que significa que nenhuma recalibração é necessária ao usá-lo para aplicações médicas.
O dispositivo de detecção foi criado depositando uma fina película orgânica de TIPGe-Pn microcristalino em um substrato de plástico. Como parte do processo, o filme fino foi direcionado para cobrir um par de eletrodos de ouro interdigitados. Os pesquisadores observam que o depósito do filme fino foi feito a partir de uma solução, tornando-se uma abordagem muito barata para a criação de um detector de prótons - eles também observam que isso torna a técnica muito escalável. E eles ainda observam que, como o processo pode ser feito em baixas temperaturas, ele pode ser usado para fazer dispositivos flexíveis e possivelmente portáteis.
Os pesquisadores testaram seu dispositivo usando um cenário em tempo real e também no modo de integração - prótons em um feixe de 5 MeV foram disparados no dispositivo usando o acelerador Tandetron de 3 MV no laboratório LABEC, em Florença. Ao fazer isso, a equipe encontrou o dispositivo capaz de detectar na faixa de 5,15 ± 0,13 pC / Gy com os sensores demonstrando uma resposta estável em faixas de 3,5 x10 9 e 8,7 × 10 11 prótons / cm 2 .
Os pesquisadores concluem sugerindo que seu detector pode ser usado para monitorar o tecido saudável durante as sessões de terapia de prótons. Eles também observam que ele também pode ser usado por astronautas para medir a quantidade de radiação que estão absorvendo durante longas missões no espaço.
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