北理工团队在便携式柔性X射线检测系统方面取得重要进展

近日，北京理工大学集成电路与电子学院柔性电子器件与智造研究所在《Advanced Materials》上发表题为“Flexible single microwire X-ray detector with ultrahigh sensitivity for portable radiation detection system”的学术论文。论文报道了一种用于辐射检测的便携式柔性X射线探测系统，实现了在环境光下对低剂量X射线的有效监测，并减弱了常规X射线探测器对封装材料的依赖性，促进了X射线探测系统向柔性化、小型化方向发展。北京理工大学是第一单位，合作单位包括郑州大学。北京理工大学博士后陈彦成为论文的第一作者，李营副教授、沈国震教授和郑州大学单崇新教授为通讯作者。

直接将X射线转换为电信号的柔性X射线探测器在医学、工业、安全和科学研究等方面具有巨大的应用潜力。然而，目前基于半导体的直接型X射线探测器往往具有体积大、易碎、易受环境光干扰等缺点，阻碍了它们在柔性可穿戴电子器件领域中的应用。

本文报道了一种基于铟掺杂氧化镓（Ga2O3:In）单根微米线的柔性日盲X射线探测器。得益于Ga2O3:In微米线较高的晶体质量、宽带隙特征和较高的X射线吸收系数，所制备的Ag/Ga2O3:In/Ag探测器具有5.9×105μC Gyair-1 cm-2的超高灵敏度、67.4 nGyair s-1的检测极限和低虚警率。另外，柔性器件在200 ℃的高温下依然可以正常工作，具有优异的工作稳定性和高温稳定。最后，将该器件集成到便携式X射线探测系统中，能够实时监测环境光中的X射线，预防X射线泄露所带来的危害，并可以将监测结果显示在用户的手机界面。

论文通过材料合成、实验探究和理论验证，制备了具有高灵敏度和低虚警率的柔性X射线探测器，实现了环境光下对X射线的实时监测与预警。该研究为开发柔性、轻便、低虚警率的X射线探测系统提供了新的方案。

论文详情：Flexible Single Microwire X-Ray Detector with UltrahighSensitivity for Portable Radiation Detection System. Adv. Mater. 2024, 2404656.

附柔性电子器件与智造研究所及论文作者简介：

柔性电子器件与智造研究所依托北京理工大学集成电路与电子学院、柔性电子校级平台和损伤器官重构与再造重点实验室，瞄准国际科技前沿与国家重大需求，围绕柔性电子器件与系统，从半导体材料合成、工艺开发、设备研制、系统研制等方面开展系统的前沿基础与应用研究。通过微电子、光电子、量子信息、力学、仿生、医疗等多学科领域深度交叉，面向柔性薄膜晶体管与应用、柔性光电器件与视觉芯片、柔性感知与智能机器人、仿生传感器与健康医疗、柔性多功能集成系统的设计与应用等多个方面，努力打造国际一流、独具特色的柔性智能电子研发与智造平台。研究所目前已经形成了由国家级领军人才为带头人，国家级青年人才等为骨干的学术队伍。研究所多项科研成果在Nature/Science子刊等国际重要学术期刊上发表，并多次被Nature子刊、中央电视台等学术与新闻媒体关注和报道。

李营，北京理工大学预聘副教授，博士生导师。主要研究方向为基于金属卤化物和氧化物的光电探测器及仿生视觉传感器研究。以第一/通讯作者在Adv. Mater.、Adv. Funct. Mater.，Light Sci. Appl.等期刊发表论文20余篇，论文总引用2000余次，ESI高被引论文3篇。

沈国震，北京理工大学集成电路与电子学院特聘教授、博士生导师，柔性电子器件与智造研究所所长，国家级领军人才。长期从事低维半导体材料及相关柔性电子器件的研究。以第一完成人身份获北京市科学技术二等奖、中国材料研究学会科学技术一等奖等。现任英国皇家化学会会士、中国材料研究学会理事。发表SCI收录论文300余篇，获引用超过3万，H-index为97。