一种基于BI2O3 / PDMs纳米复合薄膜的高灵敏度柔性直接X射线探测器

ty10086 提交于 周三, 08/25/2021 - 15:36
文章英文标题
A High-Sensitivity Flexible Direct X-ray Detector Based on Bi2O3/PDMS Nanocomposite Thin Film
正文
聚合物纳米复合材料具有机械柔性、健康风险低、加工简单等特点,使其作为柔性X射线探测器具有潜在的应用前景。在本研究中,我们报道了一种高灵敏度、环境友好和柔性的直接X射线探测器。该探测器是由Bi2O3纳米颗粒和聚二甲基硅氧烷( PDMS )组成的聚合物纳米复合材料,通过在聚合物纳米复合材料上印刷银电极来实现的。首次验证了PDMS对X射线的响应,并测试了掺杂不同含量Bi2O3纳米颗粒对器件性能的影响。优化后的探测器光电性能显示,在150 V偏压下,对低剂量率( 23.90μGyair s-1 )具有较高的灵敏度( 203.58μC Gyair–1 cm–2 ),X射线电流密度( JX射线)比暗电流密度( Jdark )高1万倍,柔性直接X射线探测器可卷曲1万个循环,性能略有下降。该装置在空气中存放超过一个月后,表现出优异的稳定性。最后,该装置为高性能柔性直接X射线探测器的设计提供了新的指导。
文章内容(英文)
The characteristics of mechanical flexibility, low health risk, and simple processing of polymer nanocomposite materials make them potentially applicable as flexible X-ray detectors. In this study, we report on a high sensitivity, environmentally friendly, and flexible direct X-ray detector using polymer nanocomposite material consisting of bismuth oxide (Bi2O3) nanoparticles and polydimethylsiloxane (PDMS). This detector was realized by printing patterned Ag electrodes on the polymer nanocomposite material. The response of PDMS to X-rays was verified for the first time, and the effect of doping different contents of Bi2O3 nanoparticles on the performance of the device was tested. The optoelectronic performance of the optimized detector indicated a high sensitivity (203.58 μC Gyair−1 cm−2) to low dose rate (23.90 μGyair s−1) at a 150 V bias voltage and the X-ray current density (JX-ray) was 10,000-fold higher than the dark current density (Jdark). The flexible direct X-ray detector could be curled for 10,000 cycles with slight performance degradation. The device exhibited outstanding stability after storage for over one month in air. Finally, this device provides new guidance for the design of high-performance flexible direct X-ray detectors.
来源出处
Journal|[J]NanomaterialsVolume 11, Issue 7. 2021. PP 1832-1832
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DOI
https://doi.org/10.3390/NANO11071832

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