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May 10, 2024

Un multi imprimable

Un changement radical dans le domaine des applications d'imagerie pourrait se profiler à l'horizon après que les chercheurs d'Exciton Science ont démontré une voie vers la détection des rayons X multi-énergies avec des performances considérablement améliorées.

Un changement radical dans le domaine des applications d’imagerie pourrait se profiler à l’horizon après que les chercheurs d’Exciton Science aient démontré une voie vers la détection des rayons X multi-énergies avec une flexibilité et une sensibilité considérablement améliorées.

Développée par une équipe de l'Université Monash, la technologie est basée sur des diodes imprimables traitées en solution et fabriquées à partir de films minces de pérovskite, un composant plus généralement associé aux dispositifs à énergie solaire de nouvelle génération.

Les résultats des travauxont été publiés dans la prestigieuse revue Advanced Materials.

Le Dr Babar Shabbir, chercheur principal chez Exciton Science et premier auteur de l'article, a déclaré : « Ces détecteurs à base de pérovskite peuvent fournir des temps de réponse rapides et offrir des sensibilités élevées pour permettre la détection et l'imagerie en temps réel à des fins complexes, y compris les maladies. diagnostics, détection d’explosifs et identification de la contamination alimentaire.

La majorité des détecteurs de rayons X fonctionnent dans l'un des deux niveaux d'énergie différents : dur ou doux. Les rayons X durs sont utilisés pour pénétrer des matériaux denses comme les os ou les roches, tandis que les rayons X mous sont nécessaires pour imager en toute sécurité la matière vivante telle que les tissus et les cellules.

La détection typique d'une énergie unique a lieu dans la région des rayons X durs comprise entre 10 et 100 s de kiloélectronvolts (KeV). La détection dans la fenêtre logicielle, quant à elle, peut nécessiter des niveaux d’énergie inférieurs à 1 KeV.

Parfois, un détecteur de rayons X doit pouvoir fonctionner sur les deux niveaux d’énergie. Par exemple, lors de la recherche de tumeurs dans le tissu mammaire.

Les détecteurs de rayons X multi-énergies existants sont fabriqués à partir de silicium et de sélénium et, bien qu'ils puissent fonctionner dans les deux régions, leur sensibilité énergétique et leur résolution spatiale sont limitées.

Une alternative prometteuse et potentiellement beaucoup plus efficace et polyvalente a émergé sous la forme de pérovskites aux halogénures métalliques.

Nommés en raison de leur structure cristalline, les matériaux pérovskites sont peu coûteux à créer et peuvent gérer efficacement l'intensité d'un faisceau de rayons X lorsqu'il traverse la matière, un processus connu sous le nom d'atténuation des rayons X.

Il est important de noter que lorsque la pérovskite est fabriquée dans un dispositif à diode, le processus d’atténuation des rayons X induit la formation de charges qui peuvent être efficacement collectées pour fournir une signature de l’énergie des rayons X et de son intensité.

Dans ce nouveau travail, il a été démontré que les détecteurs de rayons X multi-énergies à base de pérovskite peuvent fonctionner dans une large plage d'énergie allant de 0,1 Kev aux dizaines de KeV, nettement plus large que les détecteurs de rayons X multi-énergies conventionnels existants.

Les démonstrations précédentes de dispositifs à base de pérovskite se limitaient à la détection de rayons X durs et à une petite échelle allant du millimètre au centimètre.

Non seulement c’est la première fois que les pérovskites sont utilisées pour la détection des rayons X mous, mais la nouvelle approche est également adaptée à une extension aux vastes zones nécessaires à une utilisation commerciale.

Et comme les détecteurs à pérovskite seront fabriqués sous forme de film mince, ils pourraient être combinés avec des substrats flexibles pour ouvrir une nouvelle gamme de formes et de tailles de dispositifs.

Le professeur Jacek Jasieniak de l'Université Monash, chercheur en chef d'Exciton Science et auteur principal de l'article, a déclaré : « Ce travail montre qu'il existe une extension naturelle des pérovskites dans les détecteurs de rayons X imprimés. Ils devraient être moins chers à fabriquer et pourraient également impliquer des facteurs de forme de film modifiés, pour lesquels une flexibilité inhérente est nécessaire. Cela ouvre le champ à une toute nouvelle série de questions sur la manière d’utiliser ces types d’appareils.

- Ce communiqué de presse a été initialement publié sur le site Web du Centre d'excellence ARC en science Exciton