Транспортным узлам России необходимо модернизировать досмотровое оборудование, используя отечественные компоненты. С такой инициативой выступил Тимофей Михайлов, сотрудник Центра «Перспективные технологии в микроэлектронике» Томского государственного университета. Он получил грант программы «УМНИК» для создания прототипа рентгеновского детектора, превосходящего зарубежные аналоги по надежности и стоимости на 40%.
Новое устройство состоит из гибридной сборки кремниевого фотоприемника и монокристалла селенида цинка (ZnSe). В отличие от импортных моделей, где используются другие материалы, усложняющие конструкцию и приводящие к потерям света, томская разработка предлагает принципиально иной подход.
Тимофей Михайлов, руководитель проекта, отметил, что ключевое преимущество их детектора заключается в эффективной комбинации селенида цинка и кремниевого фотоприемника. Идеальное оптическое и спектральное согласование этих материалов позволяет устанавливать кристалл в прямой контакт с матрицей, минимизируя оптические барьеры. Это обеспечивает максимальное поглощение света и значительно улучшает качество изображения. Вся считывающая электроника, включая мультиплексор, усилитель и аналого-цифровой преобразователь (АЦП), также отечественного производства, что гарантирует четкость изображения для операторов и полную технологическую независимость для производителей досмотровых систем.
Проект ТГУ направлен на решение острой проблемы, вызванной санкциями, которые затрудняют обеспечение транспортной безопасности необходимыми детекторами. Ежегодно российским предприятиям требуется от 1 500 до 2 000 таких модулей, их общая стоимость составляет до 700 млн рублей. Полная локализация элементной базы и оптимизация конструкции позволят снизить стоимость детектора до 250‑270 тысяч рублей, в то время как зарубежные аналоги стоят от 450 тысяч рублей. Потенциальными заказчиками могут стать компании, производящие досмотровое оборудование, системы промышленного неразрушающего контроля и радиационной безопасности, такие как ООО «Синтез НДТ», ГК «Скантроник Системс» и АО «СНИИП».
Грант «УМНИК» станет отправной точкой для разработки продукта. В течение года Центр ПТМ ТГУ создаст архитектуру многослойных плат, отладит алгоритмы обработки сигналов и проведет испытания экспериментального образца. Универсальность технологии позволит использовать эти детекторы не только в досмотровых системах, промышленной дефектоскопии и радиационном контроле, но и в медицине для снижения лучевой нагрузки при рентгенографии, а также в пищевой промышленности для инспекции продуктов на конвейерах.
Центр «Перспективные технологии в микроэлектронике» ТГУ является лидером в России по разработке сенсоров нового поколения. Основное направление – создание структур на основе арсенида галлия, компенсированного хромом (GaAs: Cr), для регистрации ионизирующих, рентгеновских и гамма-излучений, отличающихся высокой радиационной стойкостью и быстродействием. Эти сенсоры пользуются спросом в самых требовательных областях, включая мегасайенс-установки, фундаментальную физику, медицину и промышленность.
Разработки центра используются в синхротронных центрах, компьютерной томографии, рентгеновских аппаратах, высокоточной лучевой терапии, для неразрушающего контроля деталей самолетов, турбин и микросхем, а также в сканерах аэропортов. Центр ПТМ закрывает полный цикл от фундаментальных исследований до прикладных решений, развивая это направление в рамках федеральной программы «Приоритет‑2030».
Источник: наука.рф
распечатать статью