Nouveau matériau pérovskite pour la radiographie médicale

Abstract

L’utilisation de matériau semi-conducteurs en radiographie médicale, au lieu des scintillateurs utilisés actuellement, permettrait d’augmenter la sensibilité et la résolution spatiale des imageurs. Cependant il n’existe pas, à ce jour, de matériau semi-conducteur compatible avec les spécifications grande surface (40cm×40cm) de la radiologie générale.Les pérovskites halogénées sont une classe de semi-conducteurs présentant des propriétés optoélectroniques et photovoltaïques remarquables. L’objectif de ce travail est d’évaluer la viabilité des pérovskites halogénées pour la radiographie médicale. Des dispositifs du type Cr/MAPbBr3/Cr sont utilisés comme modèle d’étude pour répondre à cet objectif.L’étude des paramètres d’intérêt de la détection X montre que la sensibilité sous X est deux fois supérieure à celle des scintillateurs utilisés habituellement mais n’atteint pas sa valeur maximale théorique. Le courant d’obscurité est au moins deux ordres de grandeur trop élevé, et le bruit limite les performances des dispositifs en comptage. La compréhension de l’origine physique des limites sur les paramètres de détection constitue le deuxième sujet d’étude de la thèse.Quatre conclusions sont tirées de cette étude. Premièrement, les conditions de croissances et de la qualité des cristaux ne sont pas corrélées de manière évidente aux paramètres de détection. Deuxièmement, la différence entre les propriétés de transport des électrons et des trous et la distribution du champ électrique dans les dispositifs explique le comportement de la sensibilité. Troisièmement, les phénomènes de migration ioniques permettent de d'expliquer la dynamique du courant d’obscurité. Et quatrièmement, la mesure du bruit des dispositifs aux fréquences d’intérêt de la spectroscopie gamma (10kHz-20MHz) montre qu’en-dessous de 200kHz, le bruit en 1/f des dispositifs domine.