Рентгеновский микроскоп с сенсорами ТГУ успешно прошел испытание
В Германии прошли первые испытания прототипа комптоновского рентгеновского микроскопа, над созданием которого работают ученые Томского госуниверситета и немецкого национального синхротронного центра DESY (Гамбург).
Как сообщает пресс-служба вуза, ученые ТГУ и DESY с 2018 года разрабатывают уникальный исследовательский прибор – комптоновский рентгеновский микроскоп для исследования биологических объектов. Задача ученых ТГУ – создание сенсоров на основе арсенида галлия, компенсированного хромом (HR GaAs:Cr). Эти сенсоры станут одним из ключевых элементов микроскопа – будут определять чувствительность и пространственное разрешение прибора.
"В DESY c использованием рентгеновского излучения (пучок PETRA P11) с энергией 28 кэВ и детектора, на основе многоэлементного сенсора ТГУ, содержащего 512×768 пикселов, были проведены эксперименты по формированию изображения с помощью регистрации рассеянного (комптоновского) рентгеновского излучения. Установлено, что получаемые изображения (кадр "а" на иллюстрации) обладают большей контрастностью по сравнению с изображениями в проходящем рентгеновском излучении (кадр "б" на иллюстрации)", – рассказал научный сотрудник лаборатории функциональной электроники ТГУ Антон Тяжев.
Также в течение 2018 года радиофизики ТГУ оптимизировали сенсоры специально под задачи рентгеновского микроскопа. Например, разработали технологию создания «рентгенопрозрачного» металлического контакта сенсора для уменьшения поглощения рентгеновского излучения. Теперь контакт пропускает не менее 98% излучения в диапазоне от 10 кэВ и выше. Это необходимо, чтобы повысить чувствительность микроскопа за счет регистрации более широкого спектра рассеянного излучения.
Кроме того, томские ученые оптимизировали технологию создания пиксельных контактов матричных сенсоров, например, уменьшили диаметр «окна» контактной металлизации (Under Bump Metallization). До этого минимальный размер UBM составлял 35 микрометра, сейчас – 25 микрометров. В связи с этим уменьшится процент дефектных пикселов на сенсоре, и детекторы станут более качественными.
Напомним, что разрабатываемый ТГУ и DESY микроскоп предназначен для изучения клеточных структур, тканей и длинных белковых молекул. Современные электронные микроскопы быстро разрушают объект из-за бомбардировки электронами. В новом микроскопе воздействие более слабое, разрушение будет проходить медленнее, и это увеличит время изучения.
Работа финансово поддержана грантами RSF # 18-44-06001 (ТГУ, Россия) и HRSF-0004 (DESY, Германия), прототип микроскопа будет создан к 2021 году.