中國科學院深圳先進技術研究院葛永帥教授團隊與華中師范大學研究人員合作，研發出一種用于醫學成像的高性能鈣鈦礦X射線CMOS探測器。

該研究于 2 月 21 日發表在《自然通訊》上。

X射線成像對于心血管疾病和癌癥的診斷和治療至關重要。與閃爍體材料制成的間接轉換探測器相比，由半導體材料制成的直接轉換X射線探測器在較低輻射劑量下表現出更高的空間和時間分辨率。然而，目前可用的半導體材料，如Si、a-Se和CdZnTe / CdTe，由于其X射線吸收效率低或成本高，并不適合用于一般的X射線成像。

鈣鈦礦是一種很有前途的傳統半導體材料替代品，但其與高速像素化CMOS陣列結合的可行性仍不得而知。

為了解決這個問題，研究人員開發了一種直接轉換 X 射線探測器，該探測器采用 300 微米厚的無機 CsPbBr3 鈣鈦礦薄膜印刷在專用的 CMOS 像素陣列上制成。

研究人員發現，絲網印刷厚CsPbBr3薄膜具有5.2×10-4 cm2 V–1的高μτ積、15891 µC Gyair–1 cm–2的高X射線探測靈敏度和321 nGyair s–1的低劑量檢測限。

實驗X射線二維成像結果表明，所提出的鈣鈦礦CMOS探測器可以實現非常高的空間分辨率(5.0 lp mm-1，硬件極限為6.0 lp mm-1)和低劑量(260 nGy)的成像性能。

此外，還利用所提出的探測器以 300 fps 的快速信號讀出速度驗證了 3D CT 成像。

“我們的工作展示了鉛鹵化鈣鈦礦在革命性地開發最先進的 X 射線探測器方面的潛力，它顯著提高了空間分辨率、讀出速度和低劑量檢測效率，”GE 教授說。“這為未來醫學 X 射線成像應用變得更加溫和和安全鋪平了道路。”