新利18官方在石墨烯上3D打印钙钛矿制成x射线探测器

自从Wilhelm Röntgen在1895年发现了它们，x射线已成为医学成像．事实上，就在Röntgen那篇著名的论文发表后不到一个月，康涅狄格州的医生们拍下了第一张男孩手腕骨折的x光片。

从那以后，我们取得了很大的进步。除了大多数人一生中至少拍过一次的x光片之外，今天的x光医学用途还包括透视、癌症放疗和CT该技术从不同角度对人体进行多次x射线扫描，然后将扫描结果整合到计算机中，生成人体的虚拟横截面“切片”。

尽管如此，医学成像通常在低曝光条件下工作，因此需要成本效益高、高分辨率的探测器，能够在所谓的“低光子通量”下工作。光子通量简单地描述了在给定时间有多少光子击中探测器，并决定了它依次产生的电子数量。

现在，由基础科学学院László Forró领导的科学家们已经开发出了一种完全相同的装置。使用使用过的3D气溶胶他们开发了一种生产高效x射线探测器的新方法，这种探测器可以很容易地集成到标准微电子中，从而大大提高医学成像设备的性能。

新的探测器是由石墨烯钙钛矿材料由有机化合物和金属结合而成。它们用途广泛，易于合成，并处于广泛应用的前沿，包括在太阳能电池、LED灯、激光和光电探测器。

气溶胶喷射打印技术是一种相当新的技术，它被用来制造3d打印的电子元件，如电阻、电容器、天线、传感器和薄膜晶体管，甚至在特定的基片上打印电子元件，如手机的外壳。

利用纳沙泰尔CSEM的气溶胶喷射打印设备，研究人员在石墨烯基片上3d打印了钙钛矿层。其想法是，在一个装置中，钙钛矿充当光子探测器和电子放电，而石墨烯放大出射电信号。

该研究小组使用了甲基铵碘化铅钙钛矿(MAPbI3)，由于其迷人的光电特性，最近引起了人们的广泛关注，这与它的低制造成本很好地结合在一起。研究小组的化学家Endre Horváth说:“这种钙钛矿具有重原子，为光子提供了高散射截面，使这种材料成为x射线探测的完美候选材料。”

结果令人震惊。该方法产生了具有记录灵敏度的x射线探测器，比同类最好的医学成像设备提高了四倍。Forró说:“通过将光伏钙钛矿与石墨烯结合使用，x射线的响应大大增强。”“这意味着，如果我们将这些模块用于x射线成像，形成图像所需的x射线剂量可以减少1000倍以上，减少这种高能电离辐射对人体的健康危害。”

钙钛矿石墨烯探测器的另一个优点是使用它可以很容易地形成图像。Forró说:“它不需要复杂的光电倍增管或复杂的电子设备。”“这对发展中国家来说可能是一个真正的优势。”

这项研究发表在ACS Nano．