Projet de thèse:
L’instrumentation basée sur l’utilisation de rayons X est devenue essentielle pour la caractérisation des matériaux, des objets biologiques et également dans les thérapies pour le cancer. Le développement industriel des capteurs de rayons X est confronté à la difficulté d’obtenir un rendement de conversion Photon-électron suffisant permettant d’atteindre un rapport signal/bruit satisfaisant. La détection indirecte qui fait appel à des écrans scintillateurs couplés à des photodétecteurs intégrés sur silicium ont montré de hautes performances en terme de contraste d’images, de dynamique. Ces composants sont maintenant commercialisés par les grandes marques telles Varian, Hamamatsu, Princeton Instruments… Malheureusement, les capteurs et les caméras X sont limitées à de faibles résolutions spatiales (environ 10µm de taille de pixel) notamment à cause du problème de ‘cross-talk’ entre pixels voisins. La Société Rigaku commercialise une caméra à rayons X de taille de pixel 1.6 µm en utilisant des optiques massives entre l’écran fluorescent et le détecteur CCD en regard. Le dispositif est alors volumineux, difficile à manipuler et incompatible avec l’utilisation in-vitro, médicale ou a fortiori par voie endoscopique.
Le but du Projet X-R2P2 est de concevoir, de fabriquer et de tester les performances d’un nouveau micro- ou nano-détecteur de rayons X, d’une compacité extrême (plus petit que 1 µm), hautement sensible au rayonnement X, ultra rapide (µs voire ns), greffé à l’extrémité d’une fibre optique. L’idée principale de X-R2P2 est de tirer bénéfice des NAO (nano-antennes optiques) pour coupler avec une grande efficacité un agrégat scintillateur à une fibre optique, de manière à collecter le maximum de luminescence visible émise par l’agrégat sous irradiation X. Le capteur ainsi obtenu ne comportera pas d’optique massive, mais uniquement une antenne intégrée et sera compatible avec les contraintes (dimensions, toxicité) et les exigences liées à l’endoscopie.
La sonde X-R2P2 sera également utilisée pour imager la figure d’interférences obtenue à la surface d’un mono-cristal irradié par un faisceau X monochromatique en conditions de Bragg. Cet aspect sera développé dans le cadre d’une collaboration avec Argonne National Laboratory-Advanced Photon Source (Dr Volker Rose).
Directeurs de thèse:
Axe de recherche interdisciplinaire:
Nano-santé
Parcours:
Master en Ingénierie des Télécommunications, Université de Trento, Trento, Italie