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엑스선은 의료용 영상 진단, 산업용 비파괴 검사, 결정 구조 분석 등에 널리 사용되며 매우 효용성이 높다. 하지만 엑스선은 방사선으로 환자에 노출이 가능한 피폭량의 제한이 있다. 정밀 진단 및 경과 파악을 위해서라도 엑스선 영상 진단을 여러 번 반복할 수 없다.
연구팀은 엑스선을 흡수해 초록색의 빛을 내는 페로브스카이트 섬광체를 합성해 방사선 피폭량을 최소화할 수 있는 고성능 엑스선 영상 시스템을 구현했다.
특히 페로브스카이트 나노섬광체는 엑스선을 흡수한 후 발광 효율이 높고 공간 분해능이 우수해 고해상도 영상을 얻을 수 있다. 순간 발광시간이 매우 짧아 엑스선 영상을 얻기 위한 방사선 노출을 획기적으로 줄일 수 있다.
개발된 엑스선 이미징 시스템은 뛰어난 공간 분해능(9.8 lp/mm), 고속 응답속도(200 ns 이내) 및 고내구성을 가졌다. 상용화된 엑스선 영상시스템의 성능을 훨씬 뛰어넘는다.
임상혁 교수는 “이 연구는 페로브스카이트 나노 섬광체를 이용해 상용화가 가능한 고성능의 차세대 엑스선 영상 시스템을 개발한 것”이라며 “페로브스카이트 상용화의 첫 예시가 될 것”이라고 연구 의의를 설명했다.
이 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 나노·소재기술개발사업, 기후변화대응기술개발사업, 기초연구사업(선도연구센터)의 지원으로 수행됐다. 국제학술지 어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials) 8월 23일에 게재됐다.
