Forscher testen neues Material als Röntgendetektor

31. Mai 2015, 19:36
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Bleihaltiges Perowskit könnte die Herstellung kostengünstiger, flexibler Detektoren ermöglichen

Linz/Nürnberg - Was in der Fotografie längst Standard ist, beginnt sich auch in der Röntgendiagnostik durchzusetzen: Analoge Filme werden durch digitale Detektoren ersetzt. Ein internationales Forscherteam unter Beteiligung der Uni Linz hat nun ein neues Material getestet, mit dem kostengünstig sogar flexible Detektoren hergestellt werden könnten, berichteten die Forscher im Fachblatt "Nature Photonics".

Analoge Röntgenbilder werden wohl schon bald der Vergangenheit angehören. Digitale Röntgengeräte verwenden, ähnlich wie Digitalkameras, zweidimensionale Pixeldetektoren anstelle von strahlungsempfindlichen Filmen. Diese Methode ist zwar nicht neu und hat auch bereits ihren Weg in viele Krankenhäuser und Arztpraxen gefunden, vor allem die hohen Kosten für die Detektoren wirken allerdings immer noch als Hemmschuh.

"Das größte Problem mit herkömmlichen Materialien ist die Herstellung einer gleichmäßigen, strahlungsempfindlichen Schicht auf der strukturierten Elektrode des Detektors", erklärte Wolfgang Heiss, Leiter des Projekts an der Uni Linz und mittlerweile Professor am Lehrstuhl für Materialien der Elektronik und Energietechnologie an der Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg. Diese müssen üblicherweise unter hohem technischen Aufwand und dementsprechend hohen Kosten unter Vakuumbedingungen aufgedampft werden.

Halbleiter aus der Flasche

Perowskite dagegen, eine neue Klasse von Materialien, die bereits erfolgreich in der Fotovoltaik eingesetzt werden, sind wesentlich einfacher zu verarbeiten. "Diese Halbleiter kommen quasi aus der Flasche", so Heiss, der 2002 die höchstdotierte Förderung für Jungforscher in Österreich, den START-Preis, erhalten hatte. "Sie können in Form einer Lösung verhältnismäßig einfach auf die Elektroden aufgesprüht werden." Bisher wurden Perowskite jedoch hauptsächlich für sichtbares Licht eingesetzt.

Eine spezielle bleihaltige Version dieses Materials brachte die Forscher auf die Idee, seine Anwendbarkeit für die Detektion von Röntgenstrahlen zu testen. Diese hochenergetische Strahlung durchdringt leichte Materialien zwar nahezu ungehindert, schwere Atomkerne wie eben Blei absorbieren sie jedoch. Wie sich herausstellte, reicht bereits eine Schichtdicke von einem Zehntel Millimeter, um die gleiche Empfindlichkeit zu erreichen, die auch die herkömmlichen Materialien aufweisen.

Zwar handelt es sich bei dem neuen Detektor noch um eine reine Machbarkeitsstudie. Die Forscher sind jedoch zuversichtlich, dass ihre Methode schon bald die Herstellung leistungsfähiger, zweidimensionaler Detektoren ermöglichen wird. Diese wären dann nicht nur kostengünstiger, aufgrund der Eigenschaften des Materials könnten sie auch biegsam sein. So wäre es etwa möglich, bei einer Röntgenuntersuchung die Form des Detektors an den zu untersuchenden Körperteil des Patienten anzupassen. (APA, 31.5.2015)

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