用于检测x射线辐射的装置和方法与流程

文档序号:11772211阅读:348来源:国知局
用于检测x射线辐射的装置和方法与流程

本发明涉及一种用于检测x射线辐射的检测装置、一种用于检测x射线辐射的检测装置的制造方法、以及一种用于检测x射线辐射的方法。



背景技术:

经发现,x射线检测器用于很多领域。例如,x射线辐射在工业生产中用于通过非破坏性测试(ndt)来测试材料,其中使用具有几兆伏特电压(mev)的能量的x射线辐射。

x射线检测器在医学诊断中也起到重要作用,其中所使用的x射线辐射的能量通常在约20千电子伏特(kev)至120千电子伏特(kev)的范围内。正在检查的物质表现出不同的x射线吸收光谱。因此,例如,骨骼、柔软部位或组织的吸收能力在不同的能量范围内彼此大不相同。为了不对患者施加任何不成比例和不必要的辐射负荷,通常选择x射线辐射的剂量,使得x射线图像仅检测到特定类别的结构,诸如骨骼或柔软部位。因此,在该范围内选择所使用的x射线辐射的能量,其被要检查的结构特别强烈地吸收。

然而,在许多情况下,还需要获得关于要照射的对象的整体组成的信息。现在,例如为了检测骨骼和组织二者,可以使用不同能量范围内的x射线辐射。在所谓的双能量x射线吸收光谱法(dexa)中,两种不同的记录将使用不同的x射线能量来进行。为此,通常堆叠若干个检测器。例如,从us8,488,736b2中得知每个具有不同能量范围的若干个检测器的这种布置。通过图像的组合,可以防止x射线图像具有过度曝光或曝光不足的部分。

检测器的堆叠意指使用发射不同能量范围内的x射线辐射的单个x射线源可以基于允许在相应能量范围内通过的辐射来产生图像。然而,为此,在每种情况下需要多个自主的检测器。因此,需要具有紧凑结构的检测装置。



技术实现要素:

本发明涉及一种具有权利要求1的特征的用于检测x射线辐射的检测装置、一种具有权利要求10的特征的用于检测x射线辐射的检测装置的制造方法、以及一种具有权利要求15的特征的用于通过检测装置来检测x射线辐射的方法。

因而,按照第一方面,本发明包括一种用于检测x射线辐射的检测装置。该检测装置包括下层,其布置在下部电极和中间电极之间,其中该下层特征为具有至少一个第一钙钛矿,并且其中第一电压能够施加在下部电极和中间电极之间。检测装置还包括上层,其布置在上部电极和中间电极之间,其中上层特征为具有至少一个第二钙钛矿,并且其中第二电压能够施加在上部电极和中间电极之间。检测装置还包括评估设备,其耦合至上层和下层,并且被体现为检测x射线辐射与第一钙钛矿的相互作用、以及x射线辐射与第二钙钛矿的相互作用。

因此,按照另一方面,本发明包括一种用于检测x射线辐射的检测装置的制造方法,其中特征为具有至少一个第一钙钛矿的下层将布置在衬底上。进一步地,中间电极布置在下层和上层之间,其中上层特征为具有至少一个第二钙钛矿。上部电极将布置在上层的背离中间电极的一侧上。进一步地,下部电极将布置在下层的背离中间电极的一侧上。

按照另一方面,本发明包括一种通过检测装置来检测x射线辐射的方法。这里,检测装置的评估设备基于x射线辐射与第一钙钛矿和/或第二钙钛矿的相互作用来检测x射线辐射。

在从属权利要求中对本发明的其它优选形式的实施例进行描述。

检测装置有利地提供至少两层钙钛矿,其适于检测x射线辐射。这样,如果上层和下层被不同地体现,则检测装置允许评估不同的能量范围。因此,检测装置能够用于双x射线吸收光谱法,然而,其中同时可以是非常紧凑的结构。因此,中间电极与下部电极或上部电极一起用作公共电极。因此,使堆叠结构成为可能,通过该堆叠结构可以组合若干个吸收层。不再需要使用若干个彼此独立的x射线检测器。检测装置的特征还在于其简单且低成本的制造方法。应当指出,如果上层和下层由相同的材料组成,则还可以确定双x射线对比度。然而,优选具有不同材料的实施例,因为这使得能够实现更高的能量鉴别。

按照优选形式的实施例,第二钙钛矿在第一能量范围内具有比第一钙钛矿更高的能量吸收率。在高于第一能量范围的第二能量范围内,即,因此包括较高能量,第一钙钛矿具有比第二钙钛矿更高的吸收速率。因此,上层和下层的吸收特性不同,并且因此被体现为用于检测不同能量范围内的x射线辐射。例如,如果x射线辐射首先进入上层,则x射线辐射将优选地在第一能量范围内被吸收。随后,剩余的x射线辐射进入下层,并且优选地将在第二能量范围内被吸收。尤其优选地,在这种情况下,因为较低能量x射线辐射通常将被更强烈地吸收、并且所因而设计的吸收层应当面向辐射源,所以第一能量范围具有比第二能量范围更低的能量。

通过使用不同的钙钛矿,可以使上层或下层的层厚度最小化。一方面,这使得结构可以更为紧凑。这也使得能够减少施加到电极的电压的必要强度。较小的层厚度还提供的效果优点是:减少所述载流子必须覆盖到电极上的电荷载流子的路径的影响,由此可以减少通过重组的损失。因此,检测装置的精度会增加。

按照另一形式的实施例,第一能量范围介于15千电子伏特(kev)和30千电子伏特(kev)之间。因此,第二钙钛矿特别好地吸收能量差的(engergy-poor)x射线辐射或软的(soft)x射线辐射。

按照另一形式的实施例,第二能量范围介于50kev和120kev之间。因此,第一钙钛矿特别好地吸收能量丰富的(engergy-rich)x射线辐射或硬的(hard)x射线辐射。

按照检测装置的另一形式的实施例,上层的厚度小于下层的厚度。如果x射线辐射撞击检测装置,则x射线辐射优选首先通过上部电极进入上层,并且在此与第二钙钛矿相互作用。因此,优选地,在上层中吸收并且检测软的x射线辐射(意指具有较低能量的x射线辐射)。随后,剩余的x射线辐射通过中间电极进入,并且与第一钙钛矿一起到达下层,并且将被吸收并且在那里被检测。因此,上层用于检测软的x射线辐射(意指检测具有较低能量的x射线辐射),而下层用于检测硬的x射线辐射(意指检测具有较高能量的x射线辐射)。

按照检测装置的另一形式的实施例,上部电极和/或下部电极被结构化并且通过矩阵电路连接至评估设备,其中评估设备被体现为以空间分辨方式检测x射线辐射与第一钙钛矿的相互作用、和/或x射线辐射与第二钙钛矿的相互作用。在这种情况下,上层和下层的像素的尺寸可以相同,但也可以不同。

按照另一形式的实施例,评估设备具有晶体管阵列和模数转换器,以使可以按照电极的像素化,以空间分辨方式对电荷载流子进行数字化。

上部检测器和下部检测器的空间分辨x射线图像可以使用现有技术的已知算法而彼此配准,并且组合图像可以呈现为彩色x射线图像。

按照检测装置的优选形式的实施例,具有至少一种空穴阻挡材料和/或至少一种电子阻挡材料的涂层被体现在上层和上层电极之间、和/或上层和中间电极之间、和/或下层和中间电极之间、和/或下层和下部电极之间。这使得能够减少暗电流或基本电流或漏电流,其也在中间电极和上部电极之间、或在中间电极和下部电极之间不存在x射线辐射的情况下流动。这使得能够减少噪声并且改进检测装置的精度。这特别有利地用于医学领域,因为因此可以减少所使用的剂量并且患者将经受更低的辐射负荷。

按照检测装置的优选形式的实施例,上部电极和/或下部电极被结构化并且通过矩阵电路而耦合至评估设备,其中评估设备被体现为以空间分辨方式,检测x射线辐射与第一钙钛矿的相互作用、和/或x射线辐射与第二钙钛矿的相互作用。

按照检测装置的优选形式的实施例,评估设备具有多个评估单元,其中上部电极和/或下部电极被结构化并且具有多个上部电极元件(像素)或下部电极元件(像素),其分别耦合至多个评估单元中的一个评估单元。这使得电极元件能够以更高的时钟速率被同时读出。

按照本发明的检测装置的另一形式的实施例,中间电极包括x射线过滤器。这里的x射线过滤器是个过滤器,其被设计成滤除预先确定的能量范围的x射线辐射。因此,在上层中吸收之后仍然保持的x射线辐射在其通过下层之前被过滤。例如,可以滤除硬辐射和软辐射之间的跃迁(transition)范围,从而增加对比度。

按照本发明的制造方法的另一形式的实施例,衬底包括下部电极。因此,检测装置将以紧凑的方式制造。

按照制造方法的另一形式的实施例,在上层和下层之间布置中间电极包括在下层上布置下部导电层。进一步地,上部导电层将布置在上层上。最后,下部导电层通过中间导电层而将连接至上部导电层,其中中间电极包括下部导电层、中间导电层和上部导电层。该形式的实施例具有能够并行制造检测装置的优点。因此,检测装置的下半部和上半部将彼此独立地制造,其各自包括下部电极或上部电极和下层或上层、以及下部导电层或上部导电层。检测装置的上部随后将通过中间导电层而连接至检测装置的下部。

按照制造方法的优选发展,上层和/或下层通过加热和/或通过施加压力而被压缩。这使得能够实现更紧凑和更均匀的布局。

按照制造方法的优选发展,具有至少一种空穴阻挡材料和/或至少一种电子阻挡材料的涂层被体现在上层和上部电极之间、和/或上层和中间电极之间、和/或下层和中间电极之间、和/或下层和下部电极之间。

附图说明

在附图中,相同元件和装置、或具有相同功能的元件和装置具有相同的附图标记。此外,若干个方法步骤用于提供清晰度,除非另有说明,并不旨在暗示具体时间顺序。因此,可以同时执行若干个方法步骤。此外,不同形式的实施例通常能够以任何给定方式而彼此组合。

在附图中:

图1示出了用于解释直接x射线转换的示意图示;

图2示出了用于解释间接x射线转换的示意图示;

图3示出了按照本发明的实施例形式的检测装置的横截面图;

图4示出了钙钛矿的晶格;

图5示出了多个钙钛矿示例的质量衰减对x射线能量的依赖性;

图6示出了按照本发明的实施例形式的检测装置的横截面图;

图7至图9示出了按照本发明的实施例形式的检测装置的示意性电路图;

图10示出了按照本发明的实施例形式的检测装置的横截面图;以及

图11示出了用于解释按照实施例形式的检测装置的制造方法的流程图。

具体实施方式

x射线检测器通常基于两种不同的原理,即,直接x射线转换和间接x射线转换。使用图1所图示的直接x射线转换,x射线光子1被吸收在半导体2内,并且通过x射线光子1的能量的转换,产生电子空穴对7,8。在电极4之间施加电场,以使电子7移动到电极4并且空穴8移动到相对电极4。因此可以在电极4处读出所产生的电子空穴对7,8。例如,这里使用非晶硒。硅二极管还适用于检测直接x射线转换。

使用图2所图示的间接x射线转换,x射线光子1被吸收到闪烁体层5中,该闪烁体层5发射具有较低能量的辐射6,其可以使用光电检测器3(例如,光电二极管)来检测。

闪烁体层包括例如具有不同掺杂材料(诸如铽、铊、铕等)的gd2o2s或csi。

在图3中,图示了按照本发明的实施例形式的的用于检测x射线辐射的检测装置10。检测装置10具有下层13,其特征为具有第一钙钛矿。优选地,下层13完全由第一钙钛矿构成。

优选地,第一钙钛矿作为晶体存在,并且可以包括abx3型材料和/或ab2x4型材料。abx3型钙钛矿的典型晶格如图4所示。

这里,例如,a是从周期系的第四周期开始的至少一种一价带正电荷的元素、二价带正电荷的元素和/或三价带正电荷的元素、或者是它们的混合物,这还包括第5周期、第6周期和第7周期,其包括镧系元素和锕系元素,其中周期系的第四周期以k开始,并且包括从sc开始的过渡金属。优选地,在上述式中,a是元素sn、ba、pb、bi或其混合物中的一个。

b表示一价阳离子的示例,其中相应元素a的体积参数满足钙钛矿晶格形成。这里在理论上并且还例如根据x射线晶体学研究充分了解了钙钛矿晶格形成的对应的体积参数,如同一价阳离子和根据a定义的阳离子的体积参数一样。因此,在确定元素a(并且如果有必要,则确定x)之后,可以例如基于计算机模型以及可能的简单试验来合适地确定对应的一价阳离子b。

在上述式中,b优选地表示含有氨基的一价带正电荷的碳化合物,其中碳化合物是具有至少一个碳原子的化合物,并且因此包括有机化合物和无机化合物。按照具体形式的实施例,b选自由以下各项组成的组:脒鎓离子、胍鎓离子、异硫脲鎓离子、甲脒鎓离子、以及伯有机铵离子、仲有机铵离子、叔有机铵离子和/或季有机铵离子,其特别优选地具有1个碳原子至10个碳原子(特别是1个碳原子至4个碳原子),其中这可以包含脂族碳化合物、烯烃碳化合物、脂环族碳化合物和/或芳族碳化合物。

x例如选自卤化物和拟卤化物的阴离子,并且优选地选自氯化物、溴化物和碘化物的阴离子、以及它们的混合物。因此,例如,还可以在钙钛矿中包含不同的卤化物离子,然而,按照具体形式的实施例,其中仅含有一种卤化物离子(诸如例如,碘化物)。

通式为abx3和ab2x4的材料可以特别地在钙钛矿晶格中结晶,当a是在pse中从第四周期开始的二价元素时,b是任何给定的一价阳离子,其中体积参数对于相应元素a而言足够用于钙钛矿晶格形成,并且x与卤化物(碘化物、溴化物或氯化物)阴离子或其混合物相对应。按照本发明,不排除通式为abx3和通式为ab2x4的钙钛矿存在于检测层中,然而,仅可以存在按照两个式中的一个式(例如,abx3)的钙钛矿。

例如,以摩尔比混合的以下材料适合作为钙钛矿:

-ch3-nh3i:pbi2=pbch3nh3i3

-ch3-ch2-nh3i:pbi2=pbch3nh3i3

-ho-ch2-ch2-nh3:pbi2=pbho-ch2-ch2-nh3i3

-ph-ch2-ch2-nh3i:pbi2=pb(ph-ch2-ch2-nh3)2i4

例如,由甲基碘化铵和碘化二铅形成的已知材料(mapbi3)是有效的作为本征的或未掺杂的钙钛矿(i-钙钛矿)。

通过铵组分的取代模式的变化,所形成的钙钛矿可以通过供体功能被设计成更强的p-导电,或通过受体功能被设计成更强的n-导电。

因此,还可以从n-掺杂的钙钛矿粉末和p-掺杂的钙钛矿粉末(n-钙钛矿或p-钙钛矿)来获得第一钙钛矿。

第一钙钛矿可以是未掺杂的或掺杂的,并且可以均匀地或不均匀地出现单晶或多晶。

可能掺杂钙钛矿的材料、分子和方法如下所述:例如,在钙钛矿结构中结晶的盐混合物通过其分子几何形状来确定。在钙钛矿晶格中结晶的这些重金属/盐混合物是在检测器(诸如x射线检测器)中使用这种材料的先决条件。

增加p-导电性的作为b的铵盐(包括诸如cl-、br-、i-之类的卤化物)例如是2-甲氧基乙基铵卤化物、4-甲氧基苄基铵卤化物、脒基卤化物、s-甲基硫脲卤化物、n,n二甲基肼卤化物、n,n-二苯基肼卤化物、苯基肼卤化物和甲基肼卤化物(methylhydraziniumhaligenide)。

增加n-导电性的作为b的铵盐(包括诸如cl-、br-、i-之类的卤化物)例如是氰基甲基铵卤化物、2-氰基乙基铵卤化物和4-氰基苄基铵卤化物。

此外,n-钙钛矿或p-钙钛矿还包括其它供体或受体功能化盐结构,其满足钙钛矿的几何形状要求、并且与钙钛矿晶体结构中的阳离子(例如,重金属离子)一起结晶。

检测装置10还包括特征为具有至少一个第二钙钛矿的上层15。该第二钙钛矿可以是上文所描述的钙钛矿中的一个钙钛矿。第一钙钛矿的吸收特性优选地与第二钙钛矿不同。

在图5中,不同钙钛矿的质量衰减系数μ/ρ作为x射线辐射能量e的函数而绘图。这里可以看出,不同的钙钛矿在不同的能量范围或能量窗口内吸收非常不同。

优选地,在第一能量范围内,第二钙钛矿表现出比第一钙钛矿更高的吸收速率。例如,第一能量范围介于15kev至30kev之间,优选地,在20kev至30kev的范围内。因此,第二钙钛矿比第一钙钛矿更强烈地吸收软的辐射或能量差的辐射。

优选地,在比第一能量范围高的第二能量范围内,第一钙钛矿还表现出比第二钙钛矿更高的吸收率。例如,第二能量范围介于50kev和120kev之间,优选地,介于70kev和100kev之间。因此,第一钙钛矿比第二钙钛矿更强烈地吸收硬的辐射或能量丰富的辐射。

优选地,这里第二钙钛矿是ch3nh3pbbr3,并且优选地,第一钙钛矿是ch3nh3sni3。

此外,中间电极14布置在上层和下层13之间。最后,上部电极16布置在上层15的背离中间电极14的一侧上,而下部电极12布置在下层13的背离中间电极14的一侧上。金属(例如,au、ag、pt、cu、al、cr、mo、pb、w等)、或由金属组成的混合物或合金这里可以用作上部电极16、中间电极14和下部电极12的电极材料。导电氧化物或金属氧化物(例如,ito、azo)和/或导电聚合物(例如,pedot或pedot:pss)还可以用作电极材料。下部电极12布置在可选的下部衬底11上。

下部衬底11、下部电极12、下层13、中间电极14、上层15和上部电极16形成第一层结构19a。优选地,上部电极16形成用于x射线辐射1的入射侧,意指x射线辐射首先通过上部电极16进入上层15,在那里至少部分地与第二钙钛矿相互作用,随后通过中间电极14进入下层13,并且与第一钙钛矿相互作用。

检测装置10还具有电压源31,其被体现为用于在下部电极12和中间电极14之间、在上部电极16和中间电极14之间施加第一电压或第二电压。

检测装置10还包括评估设备17,其经由上部电极16耦合至上层15、并且经由下部电极12和下部衬底11耦合至下层13。评估设备17被体现为检测x射线辐射与下层13中的第一钙钛矿的相互作用、以及x射线辐射与上层15中的第二钙钛矿的相互作用。评估设备17可以这里被体现为测量上部电极16和中间电极14之间的电流、和/或中间电极14和下部电极12之间的电流,并且基于该电流来检测相互作用。该电流可能通过上文所描述的直接转换而产生。

按照另一实施例形式,上层15的厚度小于下层13的厚度。

优选地,上层15或下层13被设计成使得预先确定的能量范围被吸收至少50%,优选地至少70%,最优选地至少90%。例如,为了吸收软的辐射而体现的上层15的层厚度介于10μm和100μm之间。优选地,为了吸收硬的辐射而被体现的下层13的层厚度介于100μm和1000μm之间。

按照另一实施例形式,中间电极14具有x射线过滤器。这使得能够滤除某些能量范围的x射线辐射,并且因此使得能够增加基于在上层15中检测到的x射线辐射而产生的图像和基于在下层13中检测到的x射线辐射而产生的图像之间的对比度。例如,x射线过滤器可以被体现为在低于50kev的能量范围内对x射线辐射进行过滤。为此,中间电极14可以涂覆有附加的过滤层,或者可以由过滤材料来体现。

图6中图示了按照本发明的另一实施例形式的检测装置20。另外,这里,上部电极16布置在上部衬底18上。此外,中间电极21包括布置在上层15上的上部导电层24、布置在下层13上的下部导电层22、以及连接上部导电层24和下部导电层22的中间导电层23。这里,上部导电层22、中间导电层23和下部导电层22可以由相同材料或不同材料组成,特别地,由上文所描述的电极材料中的其中一种电极材料组成。

下部衬底11、下部电极12、下层13、中间电极21、上层15、上部电极16和上部衬底18形成第二层结构19b。

按照另一实施例形式,在层结构19中体现处于下层13和下部电极12之间、和/或上层15和上部电极16之间、和/或下层13和中间电极之间、和/或上层15和中间电极14之间的具有至少一种空穴阻挡材料和/或至少一种电子阻挡材料的至少一层。特别地,可以涂覆电极12、电极14、电极16中的至少一个电极。此外,电极12、电极14、电极16中的至少一个电极可以从两侧涂覆,其中可以使用相同材料或不同材料。

有机半导体(特别地,pcbm)可以用作空穴阻挡材料或电子导电材料。有机半导体(诸如pedot:pss、p3ht、mdmo-ppv、meh-ppv或tfb)可以用作电子阻挡材料或空穴导电材料。由此,可以改善从活性上层15或下层13向上部电极16或下部电极12或中间电极14的跃迁,从而改善接触。另外,来自电极的电荷载流子的注入得以减少,并且因此泄漏电流或暗电流在阻挡方向上减少。

优选地,包括p-钙钛矿和/或n-钙钛矿和/或i-钙钛矿的一个或多个中间层可以布置在至少一个电极和下层13或上层15之间。特别地,可以以这种方式来体现p-n跃迁以提供空穴阻挡材料或电子阻挡材料。中间层的数目、配置和厚度不受限制。

如果其上布置有层的电极12、电极14、电极16包含阳极,则优选地将使用电子阻挡材料,并且如果电极12、电极14、电极16包含阴极,则优选地将使用空穴阻挡材料。

按照另一实施例形式,触点可以以这样的方式涂覆有电子阻挡材料和/或空穴阻挡材料:这些层的顺序获得x射线二极管的功能。这里的x射线二极管是指具有功能方法的结构,该功能方法与在用可见光照明下的光电二极管的功能方法相对应。在向x射线二极管施加正电压时,大电流可以流过,而在施加负电压的同时,x射线二极管阻挡并且只有低暗电流的证据。通过用x射线辐射照明x射线二极管,在x射线二极管中产生电荷载流子,并且阻挡电流增加。增加的量度与入射x射线辐射的强度成正比。因此,可以改善x射线二极管的整流或阻挡行为。

x射线二极管可以由例如上层15、上部电极16、以及在上层15和上部电极16之间体现的涂层来形成。涂层在此由电子阻挡材料和/或空穴阻挡材料来组成,因此阻挡方向上的电流得以减少。包括第二钙钛矿的上层15在这里优选被体现为具有导电性。

x射线二极管还可以由下层13、下部电极12、以及在下层13和下部电极12之间体现的涂层来形成。

因此,优选地,对下部电极12、中间电极14和上部电极16进行涂覆,使得整流触点起作用。

例如,中间电极14可以被设计为阳极并且在两侧上使用电子阻挡材料(例如,tfb)来涂覆。这样,将抑制向下层13和上层15中注入电子。同样,在该示例中,上部电极16和下部电极12各自承担阴极的功能,并且分别涂覆有空穴阻挡材料,例如,pcbm。由此,能够抑制从阴极向下层13和上层15中注入空穴。

按照另一实施例形式,触点可以以这种方式涂覆有电子阻挡材料和/或空穴阻挡材料:这些层的顺序获得x射线导体的功能方法。这里的术语x射线导体是指具有功能方式的结构,该功能方式与光电导体或光敏电阻器的功能方式相对应。不管所施加的电压的极性如何,只有低的暗电流在x射线导体中流动。x射线导体中的电流通过用x射线光子照射而增加。该增加可以用于定量入射的x射线辐射。

这种x射线导体可以例如由上层15和上部电极16形成,其中上层15优选地是高电阻的,因而表现出高电阻。x射线导体也可以由下层13和下部电极12形成,其中下层13优选地是高电阻的,因而表现出高电阻。

在图7、图8和图9中图示了按照这些实施例形式检测装置30、检测装置40、检测装置50的示意性电路图。

图7所图示的检测装置30具有层结构19,其特征为具有中间电极14、上部x射线二极管33和下部x射线二极管32。如上文所描述的,上部x射线二极管33可以由上层15、上部电极16、以及在上层15和上部电极16之间体现的涂层来组成。下部x射线二极管32可以由下层13、下部电极12、以及在下层13和下部电极12之间体现的涂层来组成。

用于x射线二极管33、x射线二极管32的电路符号仅在这里被理解为示意性的,并且表示对应的层结构。

上部x射线二极管33被体现为将作为x射线辐射与上层15的第二钙钛矿的相互作用的结果而产生的电荷载流子传送到评估设备17。下部x射线二极管32被体现为将作为由x射线辐射与下层13中的第一钙钛矿的相互作用而产生的电荷载流子传送到评估设备17。评估设备17被体现为检测x射线辐射与第一钙钛矿的相互作用、以及x射线辐射与第二钙钛矿的相互作用。因此,检测装置30被体现为双x射线检测器。

图8中图示了按照另一实施例的检测装置40。代替图7所图示的检测装置30的上部x射线二极管33和下部x射线二极管32,层结构19包括上部x射线导体43和下部x射线导体42,其耦合至对应的评估设备17。用于x射线导体43、x射线导体42的电路符号再次仅被理解为示意性的,并且表示对应的层结构。

图9中图示了按照另一实施例形式的检测装置50。这里,下部电极12和上部电极16被结构化,以使与大表面中间电极14和大表面上层15或下层13一起,产生多个下部x射线二极管32和多个上部x射线二极管33。

本实施例中的评估设备17被设计成以使能够彼此独立地读出下部x射线二极管32和上部x射线二极管33,因而可以以空间分辨方式检测x射线辐射与第一钙钛矿的相互作用以及x射线辐射与第二钙钛矿的相互作用。优选地,上部电极16和下部电极12通过矩阵电路而连接至评估设备17。因此,检测装置50被设计成以空间分辨方式检测x射线辐射,其与上层15中的第二钙钛矿相互作用或与下层13中的第一钙钛矿相互作用。由此,检测装置50被体现用于成像方法。虽然一维地图示了下部x射线二极管32或上部x射线二极管33的布置,但是优选地,下部x射线二极管32或上部x射线二极管33二维地(尤其地,以阵列形状)布置在层结构19上,从而能够生成二维图像。

代替多个下部x射线二极管32和多个上部x射线二极管33,还可以使用下部x射线导体42或上部x射线导体43。

按照实施例形式,检测装置50包括多个分别可接触的上部电极16或下部电极12。这些可以优选地被像素化地或者以阵列形式布置。这里,上部x射线二极管33中的每个上部x射线二极管连接至单独的上部评估设备,并且下部x射线二极管32中的每个下部x射线二极管连接至单独的下部评估设备。该配置例如用于计算机断层摄影机,其中必须在每个像素中同时并且以高时钟速率来检测所产生的电荷。

按照另一实施例形式,下部衬底11或上部衬底18可以具有像素化触点。下部衬底11或上部衬底18可以具有tft阵列,其可以由例如玻璃板或柔性聚合物箔上的金属氧化物材料组成。像素化触点还可以连接至tft矩阵(tft阵列)、连接至asic或分立电路,以便可以顺序读出各个像素。

图10示出了按照本发明的另一实施例形式的检测装置60。这里,上部电极101和下部电极103均被结构化,以使形成优选地以阵列形式布置的多个可接触的上部电极元件100或可接触的下部电极元件102(像素)。优选地,检测装置60依次可以具有附加的涂层。特别地,这样可以形成图9所图示的上部x射线二极管33和下部x射线二极管32。

按照另一实施例形式,这里,评估设备17可以具有多个评估单元。上部电极元件100或下部电极元件102中的每个电极元件被耦合至评估单元中的一个评估单元。评估单元可以优选地分别读出像素,即,在对应的上部电极元件100或下部电极元件102的区域中检测x射线辐射与第一钙钛矿的相互作用或x射线辐射与第二钙钛矿的相互作用,并且产生对应的数据。随后,所产生的数据可以优选地通过组合在一起的评估设备17来评估。

图11中图示了按照本发明的实施例形式的用于检测x射线辐射的检测装置的制造方法的流程图。在第一步骤s1中,特征为具有至少一个第一钙钛矿的下层13将被布置在下部衬底11上。这里,下层13的布置可以包括提供并且分配特征为具有第一钙钛矿的第一粉末。

在第二步骤s2中,中间电极将被布置在上层15和下层13之间,其中上层15特征为具有至少一个第二钙钛矿。上层15的布置可以包括提供并且分配特征为具有第二钙钛矿的第二粉末。优选地,在中间电极14上提供并且分配第二粉末。

这里,上部电极16将被布置在上层的背离中间电极的一侧上,并且这里,下部电极16将被布置在下层13的背离中间电极的一侧上。

通过在上部电极16和下部电极12的布置之前或之后的烧结步骤中加热和/或施加压力,可以压缩上层15和/或下层13。烧结步骤的温度介于30℃至300℃之间,优选地在50℃至200℃之间。所施加的压力例如介于0.1mpa至10,000mpa之间,优选地在0.5mpa至200mpa之间,特别优选地介于1mpa至50mpa之间。烧结时间介于1秒和30分钟之间,特别优选地例如介于5分钟和10分钟之间。

这使得例如图3所示的检测装置10成为可能。

按照另一实施例形式,具有至少一种空穴阻挡材料和/或至少一种电子阻挡材料的涂层被体现在上层15和上部电极16之间、和/或在上层14和中间电极14之间、和/或下层13和中间电极14之间、和/或下层13和下部电极12之间。

按照另一实施例形式,中间电极21在上层15和下层13之间的布置包括若干个步骤。因此,首先,下部导电层22将布置在下层13上。此外,上部导电层24将布置在上层15上。下部导电层22将通过中间导电层23连接至上部导电层22,其中中间电极21包括下部导电层22、中间导电层23和上部导电层24。

这样,例如,可以制造图6所图示的检测装置20。例如,一方面,彼此独立地,下部电极12可以布置在下部衬底11上,下层13布置在下部衬底12上,并且下部导电层22布置在下层13上,另一方面,上部电极16可以布置在上部衬底18上,上层15布置在上部电极16上,并且上部导电层24布置在上层15上。然后,这些彼此独立地制造的元件可以通过中间导电层23(尤其是通过胶合或通过加热步骤)彼此接合。

按照另一实施例形式,在另一方法步骤中,可以再次去除下部衬底11和/或上部衬底18,并且如果有必要,则被另一衬底(例如,tft阵列)取代。

按照另一实施例,中间电极将用作衬底。例如,金属片可以用作中间电极,其厚度优选地为几毫米,并且因此仍然可以同时承担x射线过滤器的功能。

本发明不限于所描述的这些实施例形式。特别地,任何给定的多个钙钛矿层可以彼此堆叠,其中在每种情况下,至少一个电极将布置在两个钙钛矿层之间。

本发明还包括一种通过上文所说明的检测装置中的一个检测装置来检测x射线辐射的方法。这里,评估设备基于x射线辐射与第一钙钛矿和/或第二钙钛矿的相互作用来检测x射线辐射。这里,检测装置可以被体现为用于检测x射线辐射的存在。然而,检测装置也可以被体现为用于例如通过多个x射线二极管32,33或x射线导体42,43来产生x射线图像,即,用于检测空间分辨图像。

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