Un nuevo prototipo de detector de rayos X está a punto de revolucionar las imágenes médicas, con una reducción drástica de la exposición a la radiación y los riesgos para la salud asociados, al mismo tiempo que aumenta la resolución en escáneres de seguridad y aplicaciones de investigación, gracias a una colaboración entre los investigadores del Laboratorio Nacional de Los Alamos y el Laboratorio Nacional de Argonne.

"El material de perovskita en el corazón de nuestro prototipo de detector se puede producir con técnicas de fabricación de bajo costo, "dijo Hsinhan (Dave) Tsai, becario postdoctoral Oppenheimer en el Laboratorio Nacional de Los Alamos. "El resultado es una altamente sensible, y detector autoamplificado que podría mejorar radicalmente los detectores de rayos X existentes, y potencialmente dar lugar a una gran cantidad de aplicaciones imprevistas ".

El detector reemplaza la tecnología basada en silicio con una estructura construida alrededor de una película delgada del mineral perovskita, resultando en cien veces más sensibilidad que los detectores convencionales basados ​​en silicio. Además, el nuevo detector de perovskita no requiere una fuente de energía externa para producir señales eléctricas en respuesta a los rayos X.

Los detectores de perovskita de alta sensibilidad podrían permitir imágenes dentales y médicas que requieren una pequeña fracción de la exposición que acompaña a las imágenes de rayos X convencionales. La exposición reducida reduce los riesgos tanto para los pacientes como para el personal médico. El hecho de que los detectores de perovskita se puedan hacer muy delgados les permite ofrecer una mayor resolución para imágenes muy detalladas. lo que conducirá a mejores evaluaciones y diagnósticos médicos. Los detectores de menor energía y mayor resolución también podrían revolucionar los escáneres de seguridad y las imágenes en aplicaciones de investigación de rayos X.

Debido a que la perovskita es rica en elementos pesados, como plomo y yodo, Los rayos X que pasan fácilmente a través del silicio sin ser detectados se absorben más fácilmente, y detectado, en perovskita. Como resultado, perovskita supera significativamente al silicio, particularmente en la detección de rayos X de alta energía. Esta es una ventaja crucial cuando se trata de monitorear rayos X en instalaciones de investigación de alta energía. como fuentes de luz de sincrotrón.

Las películas de perovskita se pueden depositar en superficies rociando soluciones que curan y dejan capas delgadas del material. Como resultado, Los detectores de capa fina serán mucho más fáciles y económicos de producir que los detectores basados ​​en silicio. que requieren deposición de metales a alta temperatura en condiciones de vacío.

"Potencialmente, Podríamos utilizar sistemas de inyección de tinta para imprimir detectores a gran escala, ", dijo Tsai." Esto nos permitiría reemplazar las matrices de detectores de silicio de medio millón de dólares con alternativas de perovskita de mayor resolución ".

Además de la promesa de las perovskitas de capa fina en los detectores de rayos X, las capas más gruesas funcionan bien siempre que incluyan una pequeña fuente de voltaje. Esto sugiere que su rango de energía útil podría extenderse más allá de los rayos X a los rayos gamma de baja energía.

El estudio se publica en Avances de la ciencia .