单晶太阳能材料优于商业x射线探测器

革新后的太阳能电池材料可以检测x射线剂量小于当前表现探测器250倍。高质量的单晶的铋oxyiodide (BiOI)展示了增强x射线衰减特性,所以患者的x射线可能有一天受益减少辐射暴露使这个基本医疗过程更安全。

x射线是一种有价值的诊断工具,但长时间或重复暴露在电离辐射可以增加患癌症的风险。辐射剂量目前由衰减材料的属性的探测器吸收x射线通过示例来创建一个图像。“半导体光传感材料需要有一个高有效原子序数(Z号)足够停止像x射线、高能光子的解释道万宜聂、光电洛斯阿拉莫斯国家实验室研究员。这也应该有良好的电荷传导性能精确测量辐射强度,尤其是在低剂量条件下。”

当前医疗器械使用非晶硒作为衰减材料相对较低Z值意味着高剂量的x射线有效检测是必要的。重,无毒的元素,如铋具有更大的x射线阻止本领,但其化合物的柔软,极格很容易变形,导致电荷本地化和可怜的电导率。

现在,一个协作共同领导的研究小组罗伯特Hoye,Judith MacManus-Driscoll和Bartomeu蒙特塞拉特有克服这些电子的局限性和发展聚光太阳能材料BiOI作为分层铋化合物,杰出的衰减特性。我们建议的方法生长高质量的单晶BiOI用很少的缺陷,“MacManus-Driscoll解释道。这意味着充电运营商可以乘坐millimetre-length规模应用电场较低。”通过化学蒸汽运输产生的单晶,种植在一个密封的石英安瓿,因此有效的导体,可以检测x射线剂量超过250次低于当前表现最好的商业材料。

团队急于了解的起源这些增强的电子属性和使用相结合的光谱和计算方法来探测BiOI晶体的内部结构。通过模拟晶格在基态和激发态,我们可以看到BiOI晶格扭曲改变了能源格局,“蒙特塞拉特解释说。的模拟也证实了异于寻常电荷载体的性质。BiOI单一晶体因此理想属性组合的检测非常低剂量x射线。”

‘这是一个很好的演示BiOI作为一种新的分层材料交付承诺x射线检测的表演,“聂的评论。在进入市场之前它将有助于研究这种材料的稳定性和毒性。它能忍受压力等操作所需的电场和恒定的x射线辐射成像的应用程序?”

团队目前正在开发方法增加的规模低次品BiOI生产从单晶大电影适合商业设备但也热衷于探索发现的更广泛的影响。

我们的工作提供了重要的新见解如何避免,航母本地化的Hoye说。这将是重要的不仅是对x射线探测器,也是下一代太阳能电池,太阳能燃料设备和晶体管。