Stretchable Scintillator Films based on CsPbBr3 Perovskites Embedded in Poly(Butyl Methacrylate)

Abstract

방사선촬영 또는 엑스선 영상은 인체 진단에 도움이 되는 비파괴적 의학 기술이다. 이 기술은 의사들이 환자의 유해한 상태를 빠르게 식별하고 적절한 치료 계획을 개발하는 데 도움을 준다. 엑스선 영상은 효과적이지만 신체부위에 따라 제한적으로 활용된다. 현재 사용하고 있는 엑스선 영상은 평판패널에 감지되는 구조를 갖는데, 이로 인하여 엑스선 영상은 등, 폐, 치과 영역과 같은 각각의 신체 부위에 대한 전용실 필요하다. 둥근 표면의 이미지를 촬영하기 위해서는 다른 각도에서 스캔하고 IT 기술을 사용하여 이미지를 전체적인 사진으로 결합해야 한다. 이 문제를 해결하기 위해 우리 연구는 다양한 환자 상황에 적응할 수 있는 굴곡성 및 신축성 특성을 가진 유연한 감지기를 개발하는 것에 초점을 맞추고 있습다. 우리는 천연 유연한 고분자인 poly(butyl methacrylate)와 높은 농도의 발광체 후보인 페로브스카이트-CsPbBr3 를 결합하여 바 코팅 두께를 사용하여 발광체 얇은 필름을 제작하였다. 이 논문은 네 개의 장(chapter)으로 나뉘어져 있다. 제 1 장에서는 X-선 감지기에 대한 설명과 페로브스카이트와 관련된 발광체에 대한 개요를 제시한다. 제 2 장에서는 페로브스카이트-CsPbBr3 의 합성 과정과 결정성을 설명한다. 제 3 장에서는 페로브스카이트 및 poly(butyl methacrylate) 얇은 필름의 제작 과정과 기계적 특성 및 X-선 노출 시 필름의 성능을 논의한다. 마지막으로 결론은 제 4 장에서 제시된다.|Radiography, also known as X-ray imaging, is a non-invasive medical technique that aids in diagnosing the human body. This technique helps doctors quickly identify harmful conditions in patients and develop appropriate treatment plans. Although X-ray imaging has proven successful, it has some limitations in certain cases. X-ray imaging requires a specialized room for each body part, such as the back, lung, or dental area, due to the rigid flat panel detector’s structure. Imaging round surfaces requires scanning from different angles and using IT technology to combine images into an overall picture. To address this issue, our research is focused on developing a flexible detector with bendability and stretchability properties that can adapt to different patient situations. We combined a naturally flexible polymer, Poly (butyl methacrylate), and a high-concentration scintillator candidate, perovskites CsPbBr3, to fabricate a scintillator thin film using bar coating thickness. The thesis consists of four chapters. Chapter I provides a comprehensive overview of X-ray detectors, highlighting their advantages in performance, and explores the role of perovskite-based scintillators within this context. It offers a detailed understanding of the current state of the field. Chapter II focuses the synthesis process of CsPbBr3 perovskite materials, examining their crystal performance in terms of structural and optical properties. This chapter provides valuable insights into the characteristics and potential of CsPbBr3 perovskites as scintillator materials. Chapter III discusses the fabrication process of thin films composed of perovskites and Poly (butyl methacrylate). It explores the methods of fabrication thin film and investigates their mechanical properties. Furthermore, the chapter explores the performance of the thin films when exposed to X-rays, providing valuable information on their suitability for scintillation applications. Finally, Chapter IV concludes the thesis by summarizing the main findings and their implications. It highlights the significance of the research, identifies areas for future exploration, and offers closing remarks on the potential of perovskite-based scintillators and their integration with Poly (butyl methacrylate) for flexible X-ray detectors. These four chapters provide a comprehensive and detailed research analysis, contributing to the understanding and development of flexible scintillator materials for X-ray imaging applications.