中国科学院深圳先进技术研究院(SIAT)与华中师范大学的研究人员合作，开发了一种用于医学成像的高性能钙钛矿X射线互补金属氧化物半导体(CMOS)探测器。

该研究于2月21日发表在《自然通讯》上。

X射线成像对于心血管和癌症疾病的诊断和治疗至关重要。与闪烁体材料制成的间接转换探测器相比，由半导体材料制成的直接转换X射线探测器在较低辐射剂量下表现出优异的空间和时间分辨率。然而，目前可用的半导体材料，如Si、a-Se和CdZnTe/CdTe，由于其X射线吸收效率低或成本高，并不适合一般X射线成像。

钙钛矿是传统半导体材料的有前途的替代品。然而，其与高速像素化CMOS阵列结合的可行性仍未知。

为了解决这个问题，研究人员开发了一种直接转换X射线探测器，采用300μm厚的无机CsPbBr3钙钛矿薄膜印刷在专用CMOS像素阵列上制成。

研究人员发现，丝网印刷厚CsPbBr3薄膜具有5.2×10-4cm2V–1的高μτ乘积、15,891µCGyair–1cm–2的高X射线探测灵敏度和低剂量检测限为321nGy空气s–1。

实验X射线2D成像结果表明，所提出的钙钛矿CMOS探测器可以实现非常高的空间分辨率(5.0lpmm-1，硬件限制为6.0lpmm-1)和低剂量(260nGy)成像性能。

此外，还使用所提出的探测器以300fps的快速信号读出速度验证了3DCT成像。

葛教授说：“我们的工作展示了卤化铅钙钛矿在彻底改变最先进的X射线探测器开发方面的潜力，其空间分辨率、读出速度和低剂量探测效率显着提高。”

“这为未来医学X射线成像应用变得更加温和和安全铺平了道路。”

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