基于 CMOS 的无机钙钛矿高分辨率动态 X 射线成像

高分辨率动态 X 射线探测器对时间分辨数字放射摄影（DR）成像与快速 3D 医学计算机断层扫描（CT）成像至关重要。近来，钙钛矿已成为传统半导体材料（如 Si、a-Se 与 CdTe）用于直接 X 射线探测的有前景替代者。然而，其与高速像素化互补金属氧化物半导体（CMOS）阵列结合的可行性仍未知。本工作首次报道一种创新直接转换 X 射线探测器，由印刷在定制 CMOS 阵列上的 300 微米厚无机钙钛矿薄膜制成。内部测量表明，CsPbBr3 薄膜具有优异光电特性：电子迁移率-寿命积为 3.40x10$^{-5}$ cm$^2$ V$^{-1}$，且 X 射线探测器展现 9341 uC Gy$_{\rm air}^{-1}$ cm$^{-2}$ 的高灵敏度与 588 nGy$_{\rm air}^{-1}$ 的低探测限。该 CMOS X 射线成像探测器实现高达 5.5 lp/mm 的高空间分辨率（接近 6.0 lp/mm 分辨率极限）与 >300 帧每秒（fps）读出速度。首次获取了分辨率图案模体与小鼠麻醉状态的 DR 图像，以及生物标本的 CT 图像。