Учёный ТГУ создает рентгеновские детекторы для систем безопасности
В основе устройства — гибридная сборка из кремниевого фотоприемника и монокристалла селенида цинка (ZnSe). Традиционно в импортных детекторах (например, британской компании Sens-Tech или финской Detection Technology) фокус делается на другие материалы, что усложняет конструкцию и приводит к потере части светового потока из-за оптических барьеров. Томская разработка предлагает принципиально иной подход.
– Главное преимущество нашего детектора – в эффективной связке селенида цинка и кремниевого фотоприемника, – рассказывает руководитель проекта, сотрудник Центра «Перспективные технологии в микроэлектронике» ТГУ Тимофей Михайлов. – Идеальное оптическое и спектральное согласование этих материалов позволяет установить кристалл в прямой контакт с матрицей без промежуточных барьеров. Мы собираем максимум света и радикально повышаем качество теневого профиля. Важнейший момент: не только сам сцинтиллятор и фотоприемник, но и вся считывающая электроника – мультиплексор, усилитель и аналого-цифровой преобразователь (АЦП) – являются компонентами исключительно отечественного производства. Для оператора интроскопа это означает предельно четкую картинку, а для производителей досмотровых систем – стопроцентный технологический суверенитет оборудования.
Проект ТГУ нацелен на решение острой рыночной проблемы. Из-за санкций бесперебойное оснащение объектов транспортной безопасности оказалось под угрозой. Ежегодная потребность российских предприятий в таких детекторных модулях оценивается в 1 500–2 000 штук (до 700 млн рублей). За счет полной локализации элементной базы и оптимизации конструкции расчетная стоимость детектора составит 250–270 тысяч рублей, тогда как цена зарубежных аналогов начинается от 450 тысяч. Потенциальными заказчиками выступят производители досмотрового оборудования, систем промышленного неразрушающего контроля и аппаратуры радиационной безопасности: ООО «Синтез НДТ», ГК «Скантроник Системс» и АО «СНИИП».
Реализация гранта «УМНИК» станет классическим посевным этапом развития продукта. В течение года в Центре ПТМ ТГУ разработают архитектуру многослойных плат, отладят алгоритмы обработки сигналов и проведут стендовые испытания экспериментального образца. В перспективе универсальность технологии позволит применять эти детекторы не только в досмотровых комплексах, промышленной дефектоскопии и системах радиационного контроля, но и в медицине – для снижения лучевой нагрузки при рентгенографии, а также в пищевой индустрии для потоковой инспекции продуктов на конвейерах.
Центр «Перспективные технологии в микроэлектронике» (ПТМ) Томского государственного университета – лидер в России по разработке сенсоров для детекторов нового поколения. Ключевое направление – создание структур на основе арсенида галлия, компенсированного хромом (GaAs:Cr), для регистрации ионизирующих, рентгеновских и гамма-излучений. Такие сенсоры отличаются высокой радиационной стойкостью и быстродействием, что делает их востребованными в самых требовательных областях.
Разработки центра применяются на мегасайенс-установках и в фундаментальной физике – в частности, в синхротронных центрах. В медицине на их основе создаются детекторы нового поколения для компьютерной томографии, рентгеновских аппаратов и высокоточной лучевой терапии. В промышленности – для высокоскоростного неразрушающего контроля (дефектоскопия деталей самолётов, турбин, микросхем) и сканеров досмотра в аэропортах. Таким образом, центр ПТМ закрывает полный цикл – от фундаментальных исследований до прикладных решений в науке, медицине и безопасности.
Развитие этого направления ТГУ ведёт в рамках федеральной программы «Приоритет 2030» (стратегический технологический проект «Разработка и организация опытного производства детекторных модулей»).
Источник: Новости ТГУ