Ю.М. Дикаев – к.ф.-м.н., науч. сотрудник, Институт Радиотехники и Электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук (РАН), Фрязинский филиал (ФИРЭ им. В.А. Котельникова РАН)

E-mail: ymd217@ire216.msk.su

А.А. Кудряшов –  науч. сотрудник, Институт Радиотехники и Электроники им. В.А. Котельникова  Российской академии наук (РАН), Фрязинский филиал. (ФИРЭ им. В.А. Котельникова РАН)

E-mail: aka217@ire216.msk.su

А.Г. Петров –  науч. сотрудник, Институт Радиотехники и Электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук (РАН), Фрязинский филиал. (ФИРЭ им. В.А.Котельникова РАН)

E-mail: agp217@ire216.msk.su

Постановка проблемы. Визуализация биологических объектов в рентгеновских лучах требует создания детекторов, регистрирующих проникающее через эти объекты соответствующее излучение.

Цель – проведение исследования полупроводниковых материалов и электрофизических свойств детекторов на их основе и приведение характеристик изготовленных многоэлементных линейных детекторов для построения цифровых рентгеновских снимков облучаемых биологических объектов.

Результаты. Предложены и исследованы рентгеновские детекторы на основе GaAs и CdZnTe, которые были использованы авторами во флюорографических и биологических исследованиях. Исследованы основные электрофизические свойства детекторов. Приведены зависимости чувствительности детекторов из эпитаксиального GaAs от эффективной энергии рентгеновского излучения и от угла скольжения рентгеновского луча. Представлена зависимость чувствительности детекторов из CdZnTe от эффективной энергии рентгеновского излучения. Показан эффект зависимости чувствительности от направления рентгеновского излучения относительно электрического поля в детекторе, создаваемого напряжением смещения. По результатам исследования структур GaAs и CdZnTe были изготовлены многоэлементные линейки детекторов. Представлены фотографии рентгеновских снимков с применением разработанных многоканальных детекторов.

Практическая значимость.Рекомендуется материал GaAs для мягкого рентгеновского излучения, CdZnTe для более жесткого излучения для использования этих детекторов в биомедицине.  

1. Ахмадуллин Р.А., Дворянкин В.Ф., Дворянкина Г.Г., Дикаев Ю.М., Ермаков М.Г., Ермакова О.Н., Крикунов А.И., Кудряшов А.А., Петров А.Г., Телегин А.А. Линейный детектор регистрации рентгеновских изображений // Приборы и техника эксперимента. 2002. № 4. С. 166–167.
2. Дворянкин В.Ф., Дикаев Ю.М., Кудряшов А.А., Петров А.Г., Телегин А.А. Многоэлементный панорамный рентгеновский детектор на базе арсенида галлия // Контроль. Диагностика. 2016. № 7. С. 53–55.
3. Dvoryankin V.F., Dvoryankina G.G., Dikaev Yu.M., Ermakov M.G., Kudryashov A.A., Petrov A.G., Telegin A.A. Photovoltaic GaAs Detectors for Digital X-Ray Imaging // Mammography – Resent Advances. Rijeka: Printed in Croatia. 2012. P. 341–353.
4. McGregor D.S., Hermon H. Room temperature compound semiconductor radiation detectors // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A. 1997. V. A395. Is. 1. P. 101–124.
5. Battar C.M. GaAs detectors – A review // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A. 1997. V. A395. Is. 1. P. 1–8.
6. Дворянкин В.Ф., Дикаев Ю.М., Кудряшов А.А. Исследование свойств фотовольтаических детекторов рентгеновского излучения на основе эпитаксиальных структур GaAs // Журнал технической физики. 2004. Т. 74. № 6. С. 126–128.
7. Дворянкин В.Ф., Дворянкина Г.Г., Дикаев Ю.М., Ермаков М.Г., Ермакова О.Н., Кудряшов А.А., Петров А.Г., Телегин А.А. Характеристики фотовольтаического рентгеновского детектора на основе эпитаксиальной структуры арсенида галлия // Журнал технической физики. 2007. Т. 77. № 10. С. 121–124.
8. Дворянкин В.Ф., Дворянкина Г.Г., Кудряшов А.А., Петров А.Г., Голышев В.Д., Быкова С.В. Исследование чувствительности детекторов на основе Cd0,9Zn0,1Te к рентгеновскому излучению // Журнал технической физики. 2010. Т. 80. В. 2. С. 149–151.
9. Bosiers J., Vermeiren J., Sevenhaus J. High Resolution Linear Arrays // SPIE Proceedings. 1995. V. 591. P. 67–70.
10. Дворянкин В.Ф., Дворянкина Г.Г., Дикаев Ю.М., Ермаков М.Г., Кудряшов А.А., Петров А.Г., Телегин А.А. Фотовольтаические рентгеновские детекторы на основе эпитаксиальных структур GaAs // Приборы и техника эксперимента. 2013. № 1. С. 97–102.
11. Козлова О.Г. Рост кристаллов. М.: Изд-во МГУ. 1967. С. 238.
12. ИвановЮ.М., Лейбов В.А., Павлова Г.С. Влияние комплексной очистки на подвижность и время жизни носителей заряда в теллуриде кадмия // Неорганические материалы. 1990. Т. 26. № 1. С. 66–68.
13. Аркадьева Е.Н., Карпенко В.П., Маслова Л.В., Матвеев О.А., Рывкин С.М., Терентьев А.И. О возможности использования теллурида кадмия для детектирования импульсного рентгеновского излучения в медицинских томографах // Журнал технической физики. 1981. Т. 51. № 9. С. 1933–1937.
14. Дворянкин В.Ф., Дворянкина Г.Г., Дикаев Ю.М., Кудряшов А.А., Петров А.Г., Телегин А.А. Многопиксельный линейный детектор рентгеновского излучения на основе монокристаллов CdZnTe // Приборы микроэлектроники. 2015. Т. 44. № 4. С. 1–3.