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Medizintechnik Metall-organisches Perowskit bringt die Röntgentechnik voran

FAU-Forscher fanden heraus, dass Halbleiter-Material für Solarzellen auch für Röntgenbild-Systeme geeignet ist. Damit gelang ihnen ein wesentlicher Schritt in Richtung kostengünstiger Röntgendetektoren.

Detektoren auf Basis von Solarzellen-Halbleitern: Damit erzielten FAU-Forscher gleichgute Ergebnisse wie mit Detektoren aus Festkörper-Halbleitern.
Detektoren auf Basis von Solarzellen-Halbleitern: Damit erzielten FAU-Forscher gleichgute Ergebnisse wie mit Detektoren aus Festkörper-Halbleitern.
(Bild: FAU)

Nicht um Sonnenlicht geht es ihnen, sondern um Röntgenstrahlen: Wissenschaftler der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) haben zusammen mit Forschern aus Österreich und der Schweiz erstmals gezeigt, dass ein Halbleiter, der normalerweise in Solarzellen zum Einsatz kommt, auch auf Röntgenstrahlen empfindlich reagiert – und zwar genauso gut wie Materialien, die bislang verwendet werden.

Die Vorteile: Zum einen ist die Herstellung einfacher und damit deutlich günstiger und zum anderen erweitern sich die Anwendungsbereiche. Ihre Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift Nature Photonics veröffentlicht.

Während Röntgenbilder früher, und zum Teil auch heute noch, mit fotografischen Filmen aufgenommen wurden, gibt es mittlerweile auch digitale Röntgenkameras, die jedoch immens kostspielig sind. In den Detektoren werden Halbleiter aus Silizium oder Selen in aufwändigen und komplizierten Vakuumverfahren verbaut.

In der Solartechnik, bei der es wie in der Röntgentechnik grundsätzlich ebenfalls darum geht, Licht zu absorbieren, werden immer häufiger sogenannte lösungsprozessierte Halbleiter eingesetzt: Sie lassen sich einfach auf Trägerschichten wie Glas oder Kunststoff aufdrucken und helfen damit, Produktionskosten erheblich einzusparen.

FAU-Wissenschaftler um Prof. Dr. Wolfgang Heiß, Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Materialien der Elektronik und der Energietechnologie), sind gemeinsam mit Forschern der Johannes Kepler Universität Linz und der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich der Frage nachgegangen, ob diese Halbleiter, die in Solarzellen auf Lichtwellen reagieren, auch für Röntgenbilder geeignet sein könnten.

Wird ein Röntgenbild von Knochen im Körper aufgenommen, werden Röntgenstrahlen auf die betreffende Stelle gerichtet. Die Strahlen durchdringen den Körper, werden dort von den verschiedenen Gewebearten mehr oder weniger stark absorbiert und treffen auf den dahinterliegenden Detektor. Dieser muss die auftreffenden Strahlen in hohem Maße absorbieren, um ein brauchbares Bild zu erhalten.

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