自從(cong) 威廉-倫(lun) 琴在1895年發現X射線以來,X射線已經成為(wei) 醫學成像的主要手段。事實上,在倫(lun) 琴的著名論文發表後不到一個(ge) 月,康涅狄格州的醫生就為(wei) 一個(ge) 男孩拍攝了第一張X光片。現在,除了X光片外, X射線醫學用途還包括透視、癌症的放療,以及計算機斷層掃描(CT),它從(cong) 不同角度對人體(ti) 進行多次X射線掃描,然後在計算機中進行組合,生成人體(ti) 的虛擬截麵 "切片"。
由於(yu) 醫學成像往往在低曝光條件下工作,因此需要成本效益高、分辨率高的探測器,能夠在所謂的 "低光子通量 "下工作。光子通量簡單來說就是在給定時間內(nei) 有多少光子擊中探測器,並決(jue) 定了它產(chan) 生的電子數量。
洛桑聯邦理工學院的科學家利用3-D氣溶膠噴射打印技術,提出出了一種生產(chan) 高效X射線探測器的新方法,這種探測器可以很容易地集成到標準的微電子器件中,從(cong) 而大大提高醫療成像設備的性能。新的探測器由石墨烯和鈣鈦礦組成,鈣鈦礦是由有機化合物與(yu) 金屬結合而成的材料,用途廣泛,易於(yu) 合成,在太陽能電池、LED燈、激光器和光電檢測器等方麵都處於(yu) 應用前沿。

氣溶膠噴射打印是比較新的技術,用於(yu) 製造3-D打印的電子元件,如電阻器、電容器、天線、傳(chuan) 感器和薄膜晶體(ti) 管,甚至在特定的基板上打印電子元件。研究人員利用位於(yu) Neuchatel的CSEM的氣溶膠噴射打印設備,在石墨烯基底上3D打印出了鈣鈦礦層。其原理是鈣鈦礦充當光子探測器和電子放電器,而石墨烯則放大傳(chuan) 出的電信號。
該方法生產(chan) 的X射線探測器的靈敏度創下了紀錄,比同類最佳醫療成像設備提高了4倍。這意味著,如果將這些模塊用於(yu) X射線成像,形成圖像所需的X射線劑量可以減少一千多倍,降低這種高能電離輻射對人類的健康危害。
論文標題為(wei) 《Ultrasensitive 3D Aerosol-Jet-Printed Perovskite X-ray Photodetector》,發表在《ACS Nano》上。
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