Transactions on Electrical and Electronic Materials
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제3권2호
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pp.28-31
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2002
The Cdl-xZnxTe film was fabricated by thermal evaporation for the flat-panel X-ray detector. The stoichimetric ratio and the crystal structure of a polycrystalline Cd$_{1-x}$ Zn$_{x}$Te were investigated by EPMA and XRD, respectively. The leakage current and X-ray sensitivity of the fabricated films were measured to analyze the X-ray response characteristic of Zn in the polycrystalline CdZnTe thin film. The leakage current and the output charge density of Cd$_{0.7}$Zn$_{0.3}$Te thin film were measured to 0.37 nA/cm$^2$ and 260 pc/cm$^2$ at an applied voltage of 2.5 V/${\mu}{\textrm}{m}$, respectively. Experimental results showed that the increase of Zn doping rates in Cd$_{1-x}$ Zn$_{x}$Te detectors reduced the leakage current and improved the signal to noise ratio significantly.
Photoconductor for direct detection flat-panel imager present a great materials challenge, since their requirements include high X -ray absorption, ionization and charge collection, low leakage current and large area deposition. Selenium is practical material. But it needs high thickness and high voltage in selenium for high ionization rate. We report comparative studies of detector sensitivity. One is an a-Se with $70{\mu}m$ thickness on glass. The other has hybrid layer of depositting ZnS phosphor with $100{\mu}m$ on a-Se. The leakage current of hybrid is similar to it of a-Se, but photocurrent is lager than a-Se. Both of them have high spatial resolution, but hybrid has higher sensitivity than a-Se at comparable bias voltage.
Many research group started study to develope x-ray detector using thin film transistor from 1970. But realization of TFT based x-ray detector development was caused by progress of thin film transistor liquid crystal display(TFTLCD) device technology in 1990. The main current of TFT technology is display device. Research results expend TFT technology field from display device to sensor manufacture technology. These days many research group in the world realize various digital x-ray detector. In this study, We compare discharge erasing method to visible light erasing method in a-Se based digital x-ray detector. Visible light erasing method is known reset process in direct conversion x-ray detector. Digital x-ray detector using visible light erasing method is not adaptive for conventional x-ray device, because of its thickness. And it is not avaliable for real-time imaging for digital fluoroscopy, because of its long reset time. In this study we overcome these limitations and show new idea for real-time imaging method.
In recent years, there has been keen interest in developing flat panel detectors for all modalities of radiology, including gerneral radiology, fluoroscopy, electronic portal imaging, and mammography. In this paper, we report the new hybrid x-ray detector consisted of ZnS(Ag) photoemission layer and a-Se photoconductor layer to resolve problem of conventional x-ray detector such as the direct detector and the indirect detector. To design the structure of ZnS(Ag)/a-Se detector, the penetrated energy spectrum and absorption fraction was estimated using MCNP 4C code. Also, we carried out the experiment to demonstrate the result of MCNP 4C code. Experimental results showed that the absorption fraction of $500{\mu}m$-ZnS(Ag) film was above 87%, 75% at 60 and 80 kVp. As a results, we can determined the thickness of suitable phosphor and the thickness of photoconductor.
의료영상 분야에서의 디지털화가 시도되면서부터 평판형 디지털 영상검출기가 일반촬영 및 투시영상을 비롯한 다양한 영상 획득 장치에의 적용을 위해 꾸준히 연구, 개발되어져 왔다. 본 연구는 비정질 셀레늄을 이용한 디지털 방사선 검출기를 통해 획득된 영상의 평가를 통해 순수 국내 기술로 개발중인 디지털 방사선 검출기의 임상 사용여부를 확인하고, 영상평가의 주요인자인 modulation transfer function (MTF), noise power spectrum (NPS), and detective quantum efficiency (DQE) 이용하여 정량적인 값을 도출함으로써 의료영상평가에 필요한 측정 방법 및 그 기초 자료의 제공을 그 목적으로 한다. 비정질 셀레늄을 이용한 디지털 방사선 검출기는 pixel pitch가 $139\;{\mu}m$이며, 전체 active area은 $14{\times}8.5\;inch^2$, 전체 pixel의 수는 3.9백만개이다. 디지털 X-선 검출기에서 광도전체로서 비정질 셀레늄은 TFT 평판 패널 위에 진공 증착된다. 비정질 셀레늄의 두께는 $500\;{\mu}m$이다. 디지털 방사선 검출기의 성능을 평가하기 위해 민감도, 선형성, MTF, NPS, 그리고 DQE가 측정되었다. 선형성 평가에서는 뛰어난 선형성[($r^2$)=0.9693]을 보였다. 측정된 민감도는 인가전압 $10\;V/{\mu}m$에서 $4.16{\times}10^6\;ehp/pixel{\cdot}mR$이며, MTF는 2.5\;lp/mm에서 52%이다. 그리고 DQE는 1.5\;lp/mm에서 75%이다. 본 연구를 통해 영상평가 측정 기술의 기본적 토대를 마련하고, 측정된 값은 국내 기술로 개발중인 비정질 셀레늄을 이용한 직접방식의 디지털 방사선 검출기의 임상적 사용가치가 충분함을 뒷받침할 수 있는 기초 자료로서 제공될 수 있을 것으로 판단된다.
의료용 X-ray는 과거 analog 방식과, 연구가 진행 중이며 현재 많이 사용되고 있는 digital 방식으로 나누어진다. 최근, 광도전체와 형광체 기반의 flat panel X-ray detector의 발전에 따른 상용화가 이루어지고 있으며, 많은 발전 가능성이 제기되고 있다. flat panel X-ray detector 검출방식은 direct method (직접 방식)와 indirect method (간접 방식)로 나누어진다. 본 연구는 일반적으로 상용화 되어있는 amorphous seleinum (비정질 셀레늄)의 큰 일함수에 의한 저 해상력이라는 단점을 보완하기 위해, 작은 일함수를 가지는 물질을 사용하여, 영상을 얻을 시에 높은 해상력으로 표현할 수 있도록 하고, 원자번호가 높은 물질을 사용하여 X-ray 흡수율을 높일 수 있도록 기존 direct method에 많이 사용되고 있는 amorphous seleinum 기반 digital X-ray detector가 아닌, 이러한 장점을 충족시킬 수 있는 PbI2 물질 층을 사용하여 시편을 제작 하였다. PbI2를 같은 두께로 올린 후, 물질 층 상부에 Au 전극 면적을 다른 size로 제작한 시편으로 X-ray에 노출 시켰다. 이는 상부 전극 size 차이에 따른 신호 차이를 측정하여 전기적 특성을 평가하기 위한 것이다. 전도성을 띠고 있는 ITO (Indium - Tin - Oxide) glass를 이용하여 screen printing 방법으로 제작하였다. PbI2층을 약 160~180 um두께, $3cm{\times}3cm$ size로 5개 제작하였으며, 상부 전극으로는 Au를 진공 증착 시켰다. 상부 전극 size는 각각 시편 5개에 $0.5cm{\times}0.5cm$, $1cm{\times}1cm$, $1.5cm{\times}1.5cm$, $2cm{\times}2cm$, $2.5cm{\times}2.5cm$로 PbI2 물질 층 중앙에 증착 시켰다. 이러한 설정으로 X-ray 노출 시 관찰할 수 있는 PbI2의 전기적인 특성을 평가할 수 있었다. 관전압을 40 kVp, 60 kVp, 80 kVp, 100 kVp, 120 kVp, 140 kVp로 설정하고, 관전류는 100 mA로 설정하였으며, Dark current, Sensitivity를 측정하였다. Dark current와 Sensitivity를 측정한 뒤, 그 값을 이용하여 SNR (신호 대 잡음 비)값을 구해보았다.실험 결과 단위면적당 signal과 SNR을 분석할 수 있었다. 80 kVp로 기준을 잡고 결과 값을 보면 $0.5cm{\times}0.5cm$ 시편에서 2.92 nC/cm2, $2.5cm{\times}2.5cm$ 시편에서 0.84 nC/cm2로 상부 전극 크기가 작을수록 더 좋은 신호를 측정할 수 있었다. 똑같은 기준에서 SNR을 계산 해 보았을 때, $0.5cm{\times}0.5cm$ 시편에서 6.46, $2.5cm{\times}2.5cm$ 시편에서 1.91로 SNR역시 상부 전극 크기가 작을수록 더 큰 값을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 edge-effect의 영향으로 인해 나온 결과라고 할 수 있다. 이러한 실험 결과, detector 제작 시, 같은 물질을 사용하여 더 높은 효율을 내기 위해서는 큰 size의 상부 전극 보다는 작은 size의 상부 전극을 증착 시키는 것이 전기적 특성을 더욱 효율적으로 평가할 수 있을 것이라고 사료된다.
This study aims to develop and manufacture a device for inspecting impurities in a sealed aluminum container using an X-ray technique. Two X-ray oscillators and detectors are used to detect the entire sample. The stage for sample movement was fabricated using two high-voltage generators and X-ray detectors arranged diagonally. In addition, the high-voltage generator is composed of a vacuum tube, a high-voltage generator, and circulating oil for cooling. It includes a control unit for controlling other equipment, a power supply unit, and a video output unit; the most important part of the X-ray is the X-ray generation part. In this study, a flat panel was used along with the aim of developing the detector part. In particular, the development of the scintillator introduced in this study is a primary focus. The developed scintillator can be combined with a lens and can then be assembled with a charge coupled device (CCD) sensor.
Kim, Jae-Hyung;Park, Chang-Hee;Kang, Sang-Sik;Nam, Sang-Hee
Transactions on Electrical and Electronic Materials
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제4권5호
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pp.15-18
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2003
The Cd$\_$1-x/Zn$\_$x/Te film was produced by thermal evaporation for the flat-panel X-ray detector. The crystal structure and the surface morphology of poly crystalline Cd$\_$1-x/Zn$\_$x/Te film were examined using XRD and SEM, respectively. The leakage current and X-ray sensitivity of the fabricated films were measured to analyze the X-ray response characteristic of Zn in a polycrystalline CdZnTe thin film. The leakage current and the output charge density of Cd$\_$0.7/Zn$\_$0.3/Te thin film were measured to 0.3 1nA/$\textrm{cm}^2$ and 260 pC/$\textrm{cm}^2$ at an applied voltage of 2.5 V/$\mu\textrm{m}$, respectively. Experimental results showed that the increase of Zn doping rates in Cd$\_$1-x/Zn$\_$x/Te detectors reduced the leakage current and improved the X-ray sensitivity significantly. The leakage current was drastically diminished by the formation of thin parylene layer in the Cd$\_$0.7/Zn$\_$0.3/Te detector.
The purpose to recognize change of average pixel value of acquisition image by control panel's density and right set up method of speed (sensitivity) and exposure dose(mAs) change that dose in purpose digital flatpanel-detector. X -ray generator DHF-158H2(Hitachi, Japan). Detector CXDI 4OG(Canon, Japan), 12 : 1 grid and exposure ray 135 kVp, 250 mA, 10 ms. focus-detector distance 180 cm and used AEC mode. DICOM reflex analysis program used image J that is digital reflex analysis program that offer in United States America National Health Center(National Institutes of Health : NlH) phantom used chest phantom(Anthromorphic : Flukebrome.medicaI USA). An experiment chest phantom that consist by formation equivalence material use because density value( -3${\sim}$+3) in X-ray control panel and seep that is speed step(slow, medium, fast) each control experimentalize. image analysis reflex neted through an experiment using image j each image compare. These was change in dose according to slow, medium, fast and density's change in an experiment result. According to detector sensitivity and density condition set, dose was relationship dissimilarity 500% from 200%. The dose came highest when is density +3 to slow. and dose more increases gray scale's extent could know that rise. Could know whether how equipment set is important through this experiment. cause of disease which change by digital radiography system forward is thought to increase more, it is considered that suitable education by this and continuous interest about equipment need absolutely.
Sang Chul Lee;Ho Kyung Kim;In Kon Chun;Myung Hye Cho;Min Hyoung Cho;Soo Yeol Lee
대한의용생체공학회:의공학회지
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제25권2호
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pp.97-102
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2004
소 동물 촬영에 이용될 수 있는 고해상도의 x-선 cone-beam micro computed tomography (micro-CT) 시스템을 개발하였다 Micro-CT 시스템은 120${\times}$120 mm2 의 2차원 평판 x-선 감지기, micro-focus x-선 발생장치, 주사 기구부, 병렬처리 영상 재구성 시스템으로 이루어져 있다. 개발된 시스템의 성능을 평가하기 위해 대조도와 공간해상도를 측정하였다. 대조도 실험에서는 95 mGy 에서 36 CT-번호를 구별할 수 있음을 확인하였고, 공간 해상도 실험에서는 14 lp/mm 의 성능을 확인하였다. 소 동물 촬영 결과로 실험용 쥐의 대퇴부, 심장 그리고 복부 동맥 혈관을 촬영한 경상을 제시하였다. 개발된 micro-CT 시스템은 소 동물을 이용한 생명공학 분야 연구에 널리 이용될 수 있을 것으로 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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