北理工团队在便携式柔性X射线检测系统方面取得重要进展

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近日,北京理工大学集成电路与电子学院柔性电子器件与智造研究所在《Advanced Materials》上发表题为“Flexible single microwire X-ray detector with ultrahigh sensitivity for portable radiation detection system”的学术论文。论文报道了一种用于辐射检测的便携式柔性X射线探测系统,实现了在环境光下对低剂量X射线的有效监测,并减弱了常规X射线探测器对封装材料的依赖性,促进了X射线探测系统向柔性化、小型化方向发展。北京理工大学是第一单位,合作单位包括郑州大学。北京理工大学博士后陈彦成为论文的第一作者,李营副教授、沈国震教授和郑州大学单崇新教授为通讯作者。

直接将X射线转换为电信号的柔性X射线探测器在医学、工业、安全和科学研究等方面具有巨大的应用潜力。然而,目前基于半导体的直接型X射线探测器往往具有体积大、易碎、易受环境光干扰等缺点,阻碍了它们在柔性可穿戴电子器件领域中的应用。

本文报道了一种基于铟掺杂氧化镓(Ga2O3:In)单根微米线的柔性日盲X射线探测器。得益于Ga2O3:In微米线较高的晶体质量、宽带隙特征和较高的X射线吸收系数,所制备的Ag/Ga2O3:In/Ag探测器具有5.9×105μC Gyair-1 cm-2的超高灵敏度、67.4 nGyair s-1的检测极限和低虚警率。另外,柔性器件在200 ℃的高温下依然可以正常工作,具有优异的工作稳定性和高温稳定。最后,将该器件集成到便携式X射线探测系统中,能够实时监测环境光中的X射线,预防X射线泄露所带来的危害,并可以将监测结果显示在用户的手机界面。

论文通过材料合成、实验探究和理论验证,制备了具有高灵敏度和低虚警率的柔性X射线探测器,实现了环境光下对X射线的实时监测与预警。该研究为开发柔性、轻便、低虚警率的X射线探测系统提供了新的方案。

责编: 爱集微
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