Ученые университета «Дубна» разработали эффективный метод получения перовскитных кристаллов бромида цезия-свинца для рентген-детекторов нового поколения. Об этом Науке Mail сообщили в пресс-службе Минобрнауки России.
Материалы превосходят кремний и аморфный селен: они дешевле в производстве, не требуют высоких температур, лучше поглощают излучение и позволяют создавать гибкие компактные конструкции.
Исследователи создали оптимизированный протокол, который позволяет выращивать как крупные монокристаллы — до 1 см за неделю при комнатной температуре, так и наноструктуры — квантовые точки. Для этого они модифицировали метод кристаллизации парами осадителя, теоретически обосновав каждый этап. Вместе с коллегами из Института физической химии и электрохимии имени А.Н. Фрумкина РАН ученые дополнительно допировали кристаллы ионами хлора — это повысило их электропроводимость.
Перовскитные галогениды — уникальный «конструктор» с идеальными физическими свойствами. Тяжелые элементы в их составе — своего рода «щит», поглощающий рентгеновские лучи в разы лучше, чем кремний. Они дешевле в производстве — нужны растворы, минимальное оборудование и небольшие температуры, в то время как кремниевые кристаллы выращивают в печах при огромной температуре. Сейчас мы подошли к технологическому пределу возможностей старых материалов. Традиционные детекторы на основе кремния или аморфного селена работают неплохо, но чтобы получить четкую детализированную картинку, приходится увеличивать лучевую нагрузку на пациента. К тому же, для них нужны громоздкие панели — а мы рассчитываем, что наши разработки можно будет использовать еще и в небольших, гибких конструкциях.
Параллельно ученые разработали способ получения нанокристаллов для создания гибких сцинтилляционных полимерных экранов — на эту технологию уже получен патент. Рентген-детекторы на основе новых материалов найдут применение в медицине, досмотровом оборудовании, промышленной дефектоскопии и научных приборах.
Ранее Наука Mail писала о том, что ученые придумали, как продлить работу батареек в четыре раза.
