新一代医疗CT探测器用CdMgTe 半导体晶体研发
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计算机断层扫描仪(CT)是一种高端医疗影像设备,在肿瘤、心血管、神经系统、骨科以及其他许多疾病的诊断上有着重要作用。本项目研究对象CdMgTe晶体是CT医疗机的核心探测材料,其与目前市场上常用的三种材料(Y,Gd)2O3:Eu闪烁陶瓷、Gemstone宝石和Gd2O2S:Pr闪烁陶瓷相比,显著优势在于CdMgTe晶体的抗辐照损伤能力强,能够大幅提高X射线检查的分辨能力,能使光散射问题得到明显改善。本项目拟采用一种自主研发的移动加热器技术(简称THM法)生长CdMgTe晶体,主要创新点在于THM法的温场分布具有区熔特征,能有效抑制材料主体元素Cd的挥发,确保晶体化学计量比准确;此外,THM法利用Te作为助熔剂制备CdMgTe晶体,可大大降低炉体温度,避免Mg元素剧烈放热导致石英坩埚破裂的问题;另外,设计的THM炉还具有原位退火功能,将制备好的晶体维持在低温区域进行原位退火,有利于消除CdMgTe晶体内的热应力以及Te沉淀、Te夹杂相等缺陷,提高晶体质量。总体而言,本项目研究的CdMgTe半导体晶体主要面向新一代医疗CT探测器应用,该材料对提高高端CT医疗设备的探测密度和分辨率具有重要价值,是未来医疗领域的重点研究方向。