การประยุกต์ใช้งาน ภาพถ่าย หรือการตรวจจับแสงครั้งสุดท้ายนั้นเป็นที่สนใจเป็นพิเศษสำหรับนักวิทยาศาสตร์ที่ School of Basic Sciences ของ EPFL ซึ่งได้พัฒนา perovskite ที่สามารถตรวจจับรังสีแกมมาได้ นำโดยห้องปฏิบัติการของอาจารย์ Laszlo Forróและอันเดรีย Pautz นักวิจัยได้ตีพิมพ์ผลงานของพวกเขาในวิทยาศาสตร์ขั้นสูง

Forró กล่าวว่า "คริสตัลโฟโตโวลตาอิกเพอร์รอฟสกีที่โตในขนาดกิโลกรัมนี้ เป็นตัวเปลี่ยนเกม "คุณสามารถหั่นเป็นแผ่นเวเฟอร์ เช่น ซิลิกอน สำหรับการใช้งานออปโตอิเล็กทรอนิกส์ และในบทความนี้ เราสาธิตยูทิลิตี้ในการตรวจจับรังสีแกมมา"

การตรวจสอบรังสีแกมมา

รังสีแกมมาเป็นรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดหนึ่งที่แทรกซึมได้ซึ่งเกิดจากการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีของนิวเคลียสอะตอม เช่น ในการระเบิดนิวเคลียร์หรือแม้แต่ซุปเปอร์โนวา รังสีแกมมาอยู่ที่ปลายคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่สั้นที่สุด ซึ่งหมายความว่ามีความถี่สูงสุดและมีพลังงานสูงสุด ด้วยเหตุนี้ พวกมันจึงสามารถเจาะทะลุวัสดุได้เกือบทุกชนิด และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านความมั่นคงภายในประเทศ ดาราศาสตร์ อุตสาหกรรม โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ การเฝ้าสังเกตสิ่งแวดล้อม การวิจัย และแม้แต่การแพทย์ เพื่อตรวจหาและติดตามเนื้องอกและโรคกระดูกพรุน

แต่เนื่องจากรังสีแกมมาสามารถส่งผลกระทบต่อเนื้อเยื่อชีวภาพ เราจึงต้องจับตาดูพวกมัน ในการทำเช่นนี้ เราต้องการเครื่องตรวจจับรังสีแกมมาที่เรียบง่าย เชื่อถือได้ และราคาถูก perovskite ที่นักวิทยาศาสตร์ EPFL พัฒนาขึ้นนั้นขึ้นอยู่กับคริสตัลของเมทิลแอมโมเนียมลีดไตรโบรไมด์ (MAPbBr3) และดูเหมือนว่าจะเป็นตัวเลือกในอุดมคติที่ตอบสนองความต้องการเหล่านี้ทั้งหมด

ข้อได้เปรียบที่ชัดเจน

Perovskites ถูก "เติบโต" เป็นผลึกครั้งแรก และคุณภาพและความชัดเจนของคริสตัลเป็นตัวกำหนดประสิทธิภาพของวัสดุเมื่อถูกเปลี่ยนเป็นฟิล์มบางที่สามารถใช้ในอุปกรณ์ต่างๆ เช่น แผงโซลาร์เซลล์

ผลึก perovskite ที่นักวิทยาศาสตร์ EPFL สร้างขึ้นมีความชัดเจนสูงและมีสิ่งสกปรกต่ำมาก เมื่อพวกเขาทดสอบรังสีแกมมาบนคริสตัล พวกเขาพบว่าพวกมันสร้างตัวพาภาพถ่ายด้วย "ผลิตภัณฑ์ที่มีอายุการใช้งานที่เคลื่อนที่ได้" สูง ซึ่งเป็นการวัดคุณภาพของเครื่องตรวจจับรังสี กล่าวโดยย่อ Perovskite สามารถตรวจจับรังสีแกมมาได้อย่างมีประสิทธิภาพที่อุณหภูมิห้องโดยการวัดความต้านทาน

การสังเคราะห์ที่ถูกกว่าและปรับขนาดได้

ส่วน MAPbBr3 ของตระกูล perovskites "เมทัลเฮไลด์" หมายความว่า คริสตัลสามารถเติบโตได้จากวัตถุดิบที่มีต้นทุนต่ำซึ่งแตกต่างจากคริสตัลชั้นนำในตลาด การสังเคราะห์เกิดขึ้นในสารละลายที่ใกล้เคียงกับอุณหภูมิห้องโดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์ราคาแพง

แน่นอนว่านี่ไม่ใช่ perovskite ตัวแรกที่สร้างขึ้นสำหรับการตรวจจับรังสีแกมมา แต่ปริมาตรของโลหะเฮไลด์เพอรอฟสกีต์ที่ปลูกในห้องปฏิบัติการส่วนใหญ่ที่ใช้สำหรับสิ่งนี้ถูกจำกัดไว้ที่ 1.2 มล. ซึ่งแทบจะไม่สามารถปรับขนาดได้จนถึงระดับการค้า อย่างไรก็ตาม ทีมงานของ EPFL ยังได้พัฒนาวิธีการพิเศษที่เรียกว่า "การเรียงตัวของผลึกคริสตัลเชิงโฟกัส" ซึ่งช่วยให้พวกเขาสร้างผลึกคริสตัลทั้งลิตรที่มีน้ำหนักรวม 3.8 กก.

Pavao Andri?evic ผู้เขียนนำกล่าวว่า "โดยส่วนตัวแล้ว ฉันมีความสุขมากที่ได้ทำงานที่พรมแดนทั่วไปของฟิสิกส์สสารควบแน่น เคมี และฟิสิกส์ของเครื่องปฏิกรณ์ และเห็นว่าการทำงานร่วมกันนี้อาจนำไปสู่การนำไปใช้ที่สำคัญในสังคมของเรา"บาคาร่า สมัครบาคาร่า