Dispositivo orgánico basado en película fina:Arquitectura y morfología. (A) Estructura coplanar compuesta por dos electrodos interdigitados (Au) depositados sobre un sustrato plástico (125 μm de espesor) por evaporación térmica. La película delgada semiconductora orgánica se deposita en la parte superior mediante fundición por gota, y está compuesto por TIPGe-Pn. (B) Imagen óptica de las estructuras microcristalinas bien alineadas que forman la capa semiconductora de película delgada. (C) Flexibilidad de los detectores basados en TIPGe-Pn aquí presentados. Crédito de la foto:Ilaria Fratelli, Departamento de Física y Astronomía, Universidad de Bolonia, Italia. Crédito: Avances de la ciencia (2021). DOI:10.1126 / sciadv.abf4462
Un equipo de investigadores afiliado a varias instituciones en Italia y uno en los EE. UU. Ha desarrollado un dispositivo orgánico de película delgada que puede usarse para medir dosis de radiación de protones. En su artículo publicado en la revista Avances de la ciencia , el grupo describe su dispositivo de película delgada basado en semiconductores y sus posibles usos.
Como señalan los investigadores, El desarrollo de dispositivos de detección de protones ha sido un objetivo de los físicos durante muchos años debido a su uso en esfuerzos de investigación fundamentales. Más recientemente, tales dispositivos se han vuelto deseables para la terapia de protones, en el que se disparan protones en lugar de rayos X tradicionales a los tumores cancerosos porque pueden dirigirse con mayor precisión. En este nuevo esfuerzo, los investigadores han desarrollado un dispositivo de detección de protones orgánicos. Señalan que tiene ventajas sobre otros dispositivos no orgánicos porque su densidad es casi la misma que la del tejido humano, lo que significa que no se necesita recalibración cuando se usa para aplicaciones médicas.
El dispositivo de detección se creó depositando una película delgada orgánica de TIPGe-Pn microcristalino sobre un sustrato de plástico. Como parte del proceso, la película delgada se dirigió para cubrir un par de electrodos de oro interdigitados. Los investigadores señalan que el depósito de la película delgada se realizó a partir de una solución, lo que lo convierte en un enfoque muy económico para la creación de un detector de protones; también señalan que hace que la técnica sea muy escalable. Y además señalan que debido a que el proceso se puede realizar a bajas temperaturas, se puede utilizar para fabricar dispositivos flexibles y posiblemente portátiles.
Los investigadores probaron su dispositivo utilizando un escenario en tiempo real y también en modo de integración:los protones en un haz de 5 MeV se dispararon al dispositivo utilizando el acelerador Tandetron de 3 MV en el laboratorio LABEC. en Florencia. Al hacerlo, el equipo encontró que el dispositivo era capaz de detectar en el rango de 5,15 ± 0,13 pC / Gy con los sensores demostrando una respuesta estable en rangos de 3,5 x10 9 y 8,7 × 10 11 protones / cm 2 .
Los investigadores concluyen sugiriendo que su detector podría usarse para monitorear el tejido sano durante las sesiones de terapia de protones. También señalan que los astronautas también podrían usarlo para medir la cantidad de radiación que están absorbiendo durante misiones largas en el espacio.
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