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超级闪烁体可实现超低水平的 X 射线检测

2022-03-01 15:25     来源:phys.org     X 射线检测 X射线

将无铅金属卤化物粉末引入闪烁屏需要一些修补。一旦 KAUST 团队制定出正确的技术,他们就能够生产出异常高效、坚固和灵活的闪烁薄膜,从而为医疗、工业和安全 X 射线成像带来显着改进。

闪烁材料响应吸收不可见的 X 射线高能光子而释放可见光或“闪烁”。它们用于构建数字图像,揭示 X 射线在遇到任何固体物体时的相对通过和障碍,例如身体的某个区域、工业部件或出于安全目的而被筛选的物体。

X 射线技术已经是常规技术,但研究人员正在不断探索使其更加灵敏、高效和易于适应的方法。

“目前使用的材料有几个缺点,包括复杂和高成本的制造工艺、放射发光余辉和不可调谐的闪烁,”Omar Mohammed 实验室的博士后 Yang Zhou 说。

称为卤化铅钙钛矿的材料引起了相当大的关注并显示出巨大的前景。新型钙钛矿是一类与天然钙钛矿矿物钙钛氧化物具有相同晶体结构的材料,但它们包含各种不同的原子,取代了天然钙钛矿中的全部或部分原子。卤化铅钙钛矿同时包含铅和一种或多种卤族元素,例如氟、氯、溴和碘。

尽管卤化铅钙钛矿具有作为 X 射线闪烁体的能力,但它们的商业应用受到技术问题的限制,包括暴露于光和空气时稳定性差、一些闪烁光的重吸收和铅的毒性。

KAUST 团队通过开发基于 Cs 3 Cu 2 I 5比例的铯、铜和碘离子的无铅金属卤化物克服了这些问题,并将该材料的晶体结合到聚合物聚二甲基硅氧烷的薄而柔韧的薄膜中。

研究人员表示,让卤化铜粉末均匀分布在薄膜中是一项挑战,但最终通过在添加聚二甲基硅氧烷之前将粉末分散在溶剂中来实现这一点。

他们灵活的闪烁屏可以检测到超低水平的 X 射线,大约比 X 射线医学成像的典型标准剂量低 113 倍,”该研究小组的负责人 Omar Mohammed 说。

“另一个重要的进步是,这项研究中报告的 X 射线空间分辨率是迄今为止基于粉末的屏幕所达到的最高水平,”周说。

“我们电影的物理灵活性也非常重要,”Mohammed 补充道。他解释说,迫切需要高效的柔性闪烁屏来使用 X 射线更好地分析尴尬的形状。

该团队已经计划将他们的进步商业化。他们还希望改进他们的制造技术,并探索由类似材料成分制成的类似屏幕的潜力。


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