Пиксельные CdZnTe детекторы для приборов визуализации гамма-излучения

И.М.Газизов, Б.К.Акиншин, В.В.Елша, И.В.Никоноров, А.А.Смирнов, В.Г.Федорков, В.С.Хрунов

АО «ИФТП», г.Дубна, iftp@dubna.ru

Одной из основных областей использования CdZnTe детекторов является создание приборов для визуализации гамма-излучения, в которых, в первую очередь, реализуются такие преимущества исходного материала, как высокий атомный номер Z и широкая запрещенная зона, что обеспечивает требуемую эффективность регистрации фотонов и малые значения токов утечки. Например, в ядерной медицине одно из приоритетных направлений развития современной ОФЭКТ томографии предполагает использование пиксельных CdZnTe детекторов. Целью работы было создание пиксельных детекторов и измерение характеристик важных для создания отечественной CdZnTe гамма-камеры.
Были изготовлены CdZnTe пиксельные детекторы размером 6х6х5мм, на которых методом фотолитографии были созданы пиксельные 4х4 структуры с питчем 1,0мм. В качестве исходного материала использовались планарные детекторы фирмы «Redlen Technologies» (Канада). Токи утечки пикселей при напряжении 600В составили 46±7,5пА (Удельное сопротивление материала ρ=5·1010Ом·см).
Спектрометрические измерения с использованием источников гамма-излучения 57Co,133Ba, 137Cs проводились на 16–канальной «КАМАК» системе регистрации гамма-излучения с использованием разработанной программы сбора и обработки данных. Энергетическое разрешение пикселей по линии 662кэВ составило 5–6%. Измерялось распределение спектрометрических характеристик по площади детектора. Энергетическое разрешение пикселей по линии 122 кэВ радионуклида 57Co составило (4,9±1,60)%, что в 2-2,5 раза лучше аналогичных характеристик NaI(Tl) детекторов в традиционной Ангеровской гамма-камере. Эффективность регистрации фотопика 122 кэВ (Co-57) в 12% энергетическом окне составила 39,8%. При этом, неоднородность счета (СКО) в указанном окне составила 20% и связана с краевыми эффектами из-за небольшого размера детектора и эффектами деления заряда. Данные по эффективности регистрации согласуются с проведенными расчетами по NIST XCOM (2010г.). В целом результаты свидетельствуют о перспективности продолжения работы по созданию CdZnTe гамма-камеры для радионуклидной диагностики.