ทีมวิจัยได้ใช้ซีเซียมลีดโบรไมด์ในรูปของผลึก perovskite พบว่าสามารถสร้างเครื่องตรวจจับที่มีประสิทธิภาพสูงในอุปกรณ์พกพาขนาดเล็กสำหรับนักวิจัยภาคสนามและเครื่องตรวจจับขนาดใหญ่มาก ผลลัพธ์ที่ได้กว่าทศวรรษในการทำ

ศาสตราจารย์ Mercouri Kanatzidis ทางตะวันตกเฉียงเหนือซึ่งเป็นผู้นำการวิจัยกล่าวว่านอกจากจะมีต้นทุนน้อยกว่าอุปกรณ์ทั่วไปแล้ว วิธีการใหม่ในการตรวจจับรังสีแกมมายังมีความสามารถสูงในการแยกความแตกต่างระหว่างรังสีที่มีพลังงานต่างกัน วิธีนี้ทำให้ผู้ใช้สามารถระบุรังสีแกมมาที่ถูกกฎหมายและผิดกฎหมายได้ เครื่องตรวจจับแบบนี้มีความสำคัญต่อความมั่นคงของชาติ ซึ่งใช้ในการตรวจจับวัสดุนิวเคลียร์ผิดกฎหมายที่ลักลอบนำเข้าข้ามพรมแดน และช่วยในการตรวจพิสูจน์ทางนิติเวชนิวเคลียร์ ตลอดจนในการถ่ายภาพเพื่อการวินิจฉัยทางการแพทย์

Kanatzidis กล่าวว่า "การใช้วัสดุ perovskite ทำให้เราได้รับความละเอียดสูงในการตรวจจับพลังงานสำหรับรังสีแกมมาโดยใช้การออกแบบเครื่องตรวจจับแบบพิกเซล" "สิ่งนี้ทำให้เราเข้าใกล้การสร้างระบบอิเล็กทรอนิกส์สำหรับการวินิจฉัยและการถ่ายภาพทางการแพทย์ การรักษาความปลอดภัยสนามบิน และอื่นๆ"

การศึกษาจะได้รับการตีพิมพ์ 7 ธันวาคมในวารสารNature Photonics

Kanatzidis เป็นศาสตราจารย์ด้านเคมีของ Charles E. และ Emma H. ​​Morrison ในวิทยาลัยศิลปะและวิทยาศาสตร์ Weinberg เขาได้รับการแต่งตั้งร่วมกับ Argonne National Laboratory

ในการวิจัยที่ผ่านมา ทีมงานได้เปรียบเทียบประสิทธิภาพของเครื่องตรวจจับซีเซียมลีดโบรไมด์ใหม่กับเครื่องตรวจจับแคดเมียมซิงค์เทลลูไรด์ (CZT) แบบเดิม และพบว่าสามารถตรวจจับรังสีแกมมาได้เช่นกัน

แต่งานวิจัยใหม่ที่ปรับปรุงขนาดคริสตัลและใช้ประโยชน์จากพิกเซลมากกว่าอิเล็กโทรดแบบระนาบได้พัฒนาความละเอียดสเปกตรัมได้ดีกว่าการออกแบบทั่วไป จากประมาณ 3.8% เป็น 1.4% การตรวจจับพลังงานแม้จากแหล่งที่อ่อนแอมาก

ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีปล่อยรังสีแกมมาซึ่งมีพลังงานแตกต่างกันเล็กน้อย มักจะแตกต่างกันเพียงไม่กี่เปอร์เซ็นต์ การใช้วัสดุใหม่นี้ทำให้ผู้ใช้สามารถระบุแหล่งที่มาของรังสีแกมมาได้ดีขึ้นโดยการระบุความแตกต่างให้เหลือเพียงไม่กี่เปอร์เซ็นต์

นอกจากนี้ การใช้วัสดุที่ไม่บริสุทธิ์แม้เพียงเล็กน้อยจะทำให้เครื่องตรวจจับมีประสิทธิภาพน้อยลงหรือใช้งานไม่ได้ และผู้ผลิตอุปกรณ์ต้องแสวงหา CZT บริสุทธิ์พิเศษเพื่อสร้างการอ่านที่มีประสิทธิภาพ สิ่งที่ทำให้นักวิจัยประหลาดใจก็คือ วัสดุของพวกเขาเองอาจมีสิ่งสกปรกมากกว่า CZT ถึง 5-10 เท่า และยังคงมีประสิทธิภาพ ทำให้การผลิตง่ายและราคาถูกลง ความละเอียดยังมีความสำคัญต่อการถ่ายภาพทางการแพทย์ เช่น การสแกน SPECT

Kanatzidis กล่าวว่ามีความสนใจในสาขานี้เป็นอย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพิจารณาถึงต้นทุนและความปลอดภัยของอุปกรณ์ที่ชำรุด แต่ความคืบหน้าในดินแดนนี้ ส่วนใหญ่ช้าเนื่องจากกลุ่มวิจัยมุ่งเน้นไปที่การสังเคราะห์วัสดุหรือเครื่องตรวจจับรังสีเอกซ์และรังสีแกมมา กลุ่มของเขาทำทั้งสองอย่าง ห้องทดลองของ Kanatzidis ศึกษาสารประกอบที่มีแนวโน้มดีกว่า 60 ชนิดก่อนที่จะลงจอดบนซีเซียมลีดโบรไมด์

แม้ว่าจะมีความก้าวหน้าจากวัสดุใหม่ Kanatzidis กล่าวว่างานของเขากับผู้ทำงานร่วมกันที่ Northwestern และ Argonne ยังไม่สิ้นสุด

Kanatzidis กล่าวว่า "ชั้นวางของเราเต็มไปด้วยความเป็นไปได้ใหม่ ๆ ที่เรายังไม่ได้ตรวจสอบอย่างลึกซึ้งยิ่งขึ้น "กลุ่มวิจัยของฉันเป็นการผสมผสานที่หายากระหว่างด้านวิศวกรรมและด้านการเติบโตของคริสตัล"

Yihui He เป็นผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านการวิจัยในห้องปฏิบัติการ Kanatzidis และเป็นผู้เขียนบทความคนแรก

"โปรโตคอลการผลิตอุปกรณ์ใหม่ที่เรารายงานกับผู้ทำงานร่วมกันของเราที่มหาวิทยาลัยมิชิแกนอาจนำไปสู่การผลิตเครื่องตรวจจับซีเซียมลีดโบรไมด์จำนวนมากในอนาคตอันใกล้" เขากล่าว

กลุ่มของศาสตราจารย์ Zhong He ที่มหาวิทยาลัยมิชิแกนได้มีส่วนร่วมในการกำหนดลักษณะและวิเคราะห์เครื่องตรวจจับ Duck Young Chung นักวิทยาศาสตร์ของ Argonne เป็นผู้นำในการทำงานร่วมกัน

Kanatzidis และเพื่อนร่วมงานได้ก่อตั้งบริษัทใหม่ Actinia เพื่อจำหน่ายเครื่องตรวจจับตะกั่วโบรไมด์ซีเซียมสำหรับการตรวจจับและระบุรังสีแกมมาและเอ็กซ์เรย์ เครื่องตรวจจับใหม่เหล่านี้จะมีผลในวงกว้างในการวินิจฉัยทางการแพทย์ ความมั่นคงแห่งมาตุภูมิ และความปลอดภัยนิวเคลียร์บาคาร่า สมัครบาคาร่า