Detector CMOS de raios X de conversão direta baseado em CsPbBr3 inorgânico. Crédito:SIAT / Yongshuai Ge Os Institutos de Tecnologia Avançada de Shenzhen (SIAT) da Academia Chinesa de Ciências, em colaboração com pesquisadores da Universidade Normal da China Central, desenvolveram um detector de semicondutor de óxido metálico complementar (CMOS) de raios X de perovskita de alto desempenho para imagens médicas.
O estudo foi publicado na Nature Communications em 21 de fevereiro.
A imagem de raios X é vital para o diagnóstico e tratamento de doenças cardiovasculares e cancerígenas. Detectores de raios X de conversão direta feitos de materiais semicondutores exibem resolução espacial e temporal superior em doses de radiação mais baixas em comparação com detectores de conversão indireta feitos de materiais cintiladores. No entanto, os materiais semicondutores atualmente disponíveis, como Si, a-Se e CdZnTe/CdTe, não são ideais para imagens gerais de raios X devido à sua baixa eficiência de absorção de raios X ou aos altos custos.
A perovskita é uma alternativa promissora aos materiais semicondutores convencionais. No entanto, a viabilidade de sua combinação com matrizes CMOS pixeladas de alta velocidade ainda é desconhecida.
Para resolver esse problema, os pesquisadores desenvolveram um detector de raios X de conversão direta fabricado com um CsPbBr inorgânico de 300 μm de espessura3 filme de perovskita impresso em uma matriz de pixels CMOS dedicada.
Os pesquisadores descobriram que o CsPbBr grosso impresso em tela3 o filme tem um produto μτ alto de 5,2×10
-4
cm
2
V
–1
, uma alta sensibilidade de detecção de raios X de 15.891 µC Gyar
–1
cm
–2
, e um limite de detecção de dose baixa de 321 nGyar s
–1
.
Os resultados experimentais de imagens 2D de raios X mostraram que o detector CMOS de perovskita proposto pode atingir uma resolução espacial muito alta (5,0 lp mm
-1
, o limite de hardware é 6,0 lp mm
-1
) e desempenho de imagem em baixa dose (260 nGy).
Além disso, a imagem 3D CT também foi validada com o detector proposto a uma velocidade de leitura de sinal rápida de 300 fps.
"Nosso trabalho mostra o potencial das perovskitas de haleto de chumbo em revolucionar o desenvolvimento de detectores de raios X de última geração com resolução espacial significativamente melhorada, velocidade de leitura e eficiência de detecção de baixas doses", disse o Prof.
"Isso abre caminho para que as aplicações médicas de imagens de raios X se tornem mais suaves e seguras no futuro."
