Учёные Томского госуниверситета создали детекторный модуль, который показывает не только изображение объекта, но и его химический состав. Разработка на основе арсенида галлия станет первым российским детектором такого типа. 

В ТГУ уточнили, что модуль получил матричный сенсор из высокоомного арсенида галлия, компенсированного хромом. Это позволит России сформировать собственную компонентную базу для систем визуализации рентгеновского излучения — от медицинской аппаратуры, включая маммографы и ортопантомографы, до промышленных систем неразрушающего контроля и исследовательских установок уровня мегасайенс.

Как устроен детектор

Модуль представляет собой матрицу размером 256 на 256 пикселей — более 65 тыс. чувствительных элементов. Изображение формируется сразу, как в цифровой фотокамере, а каждый пиксель считает число квантов рентгеновского излучения в заданных энергетических диапазонах. Именно это и даёт информацию о химическом составе объекта.

Директор Центра «Перспективные технологии в микроэлектронике» ТГУ Олег Толбанов назвал полупроводниковые детекторы «техническим зрением» современных диагностических систем: они преобразуют невидимое рентгеновское излучение в цифровой сигнал. Применение новых детекторов перспективно в медицине и промышленности. Для пациента это означает более низкую дозу облучения и более высокое качество снимков с определением элементного состава органов. Для промышленности — неразрушающий контроль материалов и сварных швов в машиностроении, авиастроении и энергетике без зарубежных комплектующих.

Разработка достигла шестого уровня готовности: модуль прошёл все испытания и подтвердил соответствие заявленным характеристикам. Сейчас команда готовится к опытно-конструкторской разработке. В проекте налажено сотрудничество с бизнесом: компания «Евроинтех» предоставила оборудование для флип-чип-монтажа, а специалисты вуза проконсультировали партнёров по его оптимизации.

Проректор по научной и инновационной деятельности ТГУ Александр Замятин отметил, что собственные детекторы — фундамент независимости в критических отраслях: медицине, безопасности, неразрушающем контроле. Их разработка тянет за собой всю цепочку — от чистых материалов и микроэлектроники до алгоритмов обработки сигналов. По его словам, страна, владеющая этой технологией, задаёт стандарты и экспортирует наукоёмкие технологии и продукты, а не покупает их. Без своих детекторов Россия остаётся критически зависимой от иностранных поставщиков в чувствительных сферах, где цена ошибки — безопасность, благополучие, а иногда и здоровье людей.