Organisk tunnfilmsbaserad enhet:Arkitektur och morfologi. (A) Coplanar struktur består av två interdigitated elektroder (Au) deponeras på ett plastunderlag (125 μm tjock) genom termisk avdunstning. Den organiska halvledande tunna filmen avsätts på toppen genom droppgjutning, och den består av TIPGe-Pn. (B) Optisk bild av de välinriktade mikrokristallina strukturerna som bildar det halvfilmande halvledande skiktet. (C) Flexibilitet för de här presenterade TIPGe-Pn-baserade detektorerna. Foto:Ilaria Fratelli, Institutionen för fysik och astronomi, University of Bologna, Italien. Kreditera: Vetenskapliga framsteg (2021). DOI:10.1126/sciadv.abf4462
Ett team av forskare anslutna till flera institutioner i Italien och en i USA har utvecklat en organisk tunnfilmsenhet som kan användas för att mäta doser av protonstrålning. I deras tidning publicerad i tidningen Vetenskapliga framsteg , gruppen beskriver deras halvledarbaserade tunnfilmsanordning och möjliga användningsområden för den.
Som forskarna noterar, utvecklingen av protondetekterande enheter har varit ett mål för fysiker i många år på grund av deras användning i grundläggande forskningsinsatser. På senare tid, sådana anordningar har blivit önskvärda för protonterapi, där protoner snarare än traditionella röntgenstrålar avfyras mot cancertumörer eftersom de kan riktas mer exakt. I denna nya insats, forskarna har utvecklat en organisk protondetekteringsanordning. De noterar att den har fördelar jämfört med andra icke-organiska enheter eftersom dess densitet är nästan densamma som mänsklig vävnad, vilket innebär att ingen omkalibrering behövs när den används för medicinska applikationer.
Detekteringsanordningen skapades genom avsättning av en organisk tunn film av mikrokristallint TIPGe-Pn på ett plastsubstrat. Som en del av processen, den tunna filmen riktades för att täcka ett par interdigiterade guldelektroder. Forskarna noterar att deponering av den tunna filmen gjordes från en lösning, vilket gör det till ett mycket billigt sätt att skapa en protondetektor - de noterar också att det gör tekniken mycket skalbar. Och de noterar vidare att eftersom processen kan utföras vid låga temperaturer kan den användas för att göra flexibla och möjligen bärbara enheter.
Forskarna testade sin enhet med hjälp av ett realtidsscenario och även i integrationsläge-protoner i en 5 MeV-stråle avfyrades mot enheten med hjälp av 3 MV Tandetron-acceleratorn vid LABEC-laboratoriet, i Florens. Därmed fann teamet enheten som kan detektera i intervallet 5,15 ± 0,13 pC/Gy med sensorerna som visar ett stabilt svar i intervall från 3,5 x10 9 och 8,7 × 10 11 protoner/cm 2 .
Forskarna avslutar med att föreslå att deras detektor kan användas för att övervaka frisk vävnad under protonterapisessioner. De noterar också att det också kan användas av astronauter för att mäta mängden strålning de absorberar under långa uppdrag i rymden.
© 2021 Science X Network
