DE10110110A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Detektion von Röntgenstrahlen - Google Patents

Abstract

Es wird ein Röntgendetektor mit mindestens einem Detektorelement (10) beschrieben, das ein röntgenstrahlenempfindliches Halbleitermaterial enthält, das aus einer dotierten Manganatverbindung besteht, die als Manganatschicht (30) auf einem Substrat (20) ausgebildet ist und bei Röntgenbestrahlung eine Änderung der elektrischen Leitfähigkeit zeigt. Es wird auch ein Verfahren zur Detektion von Röntgenstrahlen beschrieben.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Detektion von Röntgenstrahlung, insbesondere einen Halbleiter-Röntgen detektor auf der Basis eines Halbleitermaterials, das bei Röntgenbestrahlung eine Änderung der elektrischen Leitfähig­ keit zeigt, und eine mit einem derartigen Röntgendetektor auf­ gebaute Röntgenbildaufnahmeeinrichtung (Röntgenkamera), sowie ein Verfahren zur Detektion von Röntgenstrahlung, insbesondere ein Verfahren zur Strahlungsdetektion und Signalaufnahme mit einem Halbleiter-Röntgendetektor, der eine Vielzahl von strah­ lungsempfindlichen Detektorelementen aufweist.

Röntgendetektoren besitzen zahlreiche Anwendungen in verschie­ denen Gebieten, wie z. B. in der Medizin oder bei der Material­ prüfung an Maschinenteilen oder Werkstoffen. Das herkömmlich verwendete röntgenographische Verfahren basiert darauf, daß die zu detektierende Röntgenstrahlung einen Leuchtstoff, z. B. auf einem Leuchtschirm, zur Emission sichtbaren Lichts anregt, das mit einem lichtempfindlichen Film oder einer Videokamera aufgenommen wird. Bei einem abgewandelten Verfahren wird ein dotierter Leuchtstoff verwendet, in dem von der Röntgenstrah­ lung angeregte Photoelektronen von Punktdefekten eingefangen werden, so daß ein latentes Bild erzeugt wird. Dieses Bild wird anschließend durch Freisetzung der Photoelektronen mit einem Laser ausgelesen. Die genannten herkömmlichen Verfahren sind in Bezug auf die Bilderzeugung analog und indirekt. Es ergibt sich der Nachteil, daß zum Auslesen des Röntgenbildes in jedem Falle ein Zwischenschritt erforderlich ist. Ein wei­ teres Problem aller auf der Anregung von Leuchtstoffen basie­ renden Verfahren ist durch die geringe Ortsauflösung bei der Bildaufnahme gegeben. Das nach Leuchstoffanregung emittierende Licht wird in der verhältnismäßig dicken Leuchtstoffschicht gestreut, so daß Bildkonturen verwischt werden.

Verbesserte, hochauflösende röntgenographische Verfahren ver­ wenden Röntgendetektoren mit einer Vielzahl von Halbleiter- Detektorelementen, in denen jeweils bei Röntgenbestrahlung elektrische Ladungsträger erzeugt werden. Diese Verfahren wer­ den beispielsweise von J. Rowlands et al. in "Physics Today", November 1997, S. 24 ff., beschrieben. Die bislang verwendeten Halbleiterdetektoren bestehen aus amorphem Selenium (a-Se), in dem Röntgenphotonen direkt bewegliche Ladungsträger generie­ ren, die sich an der Materialoberfläche sammeln. Die erzeugten Ladungsträger können mit einem der Xerographie ähnlichen Ver­ fahren elektrostatisch ausgelesen werden. Dieses Detektions­ verfahren ist zwar bereits kommerziell verfügbar, besitzt je­ doch den Nachteil eines hohen technischen Aufwands und eines großen Platzbedarfes für den Röntgendetektor. Außerdem ist wiederum lediglich eine indirekte Bildaufnahme gegeben, da das Bild erst nach Auslesen der erzeugten Ladungsträger verfügbar ist.

In einem weiteren, ebenfalls von J. Rowlands et al. beschrie­ benen Verfahren wird ein a-Se-Film auf einen sogenannten "Ac­ tive Matrix Array" (AMA) aufgedampft. Der AMA ist eine zweidi­ mensionale Pixelanordnung, bei der jeder Pixel aus einem Kon­ densator und einem Feldeffekttransistor besteht. Die im amor­ phen Selenium erzeugten Ladungsträger werden im Kondensator gespeichert und durch Ansteuerung des jeweiligen Transistors ausgelesen. Diese Technik besitzt den Nachteil einer sehr auf­ wendigen Herstellung der Röntgendetektoren. Die Detektorele­ mente müssen mit der komplexen Technologie der Herstellung in­ tegrierter Schaltkreise aufgebaut werden. Des weiteren ist die Pixelgröße nicht beliebig verkleinerbar, so daß die Ortsauflö­ sung dieser Röntgendetektoren beschränkt ist.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Röntgen­ detektor mit mindestens einem Detektorelement auf Halbleiter­ basis anzugeben, der eine direkte Signalaufnahme ohne Zwi­ schenschritte beim Auslesen eines Röntgenbildes ermöglicht und sich durch einen vereinfachten Detektorelementaufbau auszeich­ net, so daß eine verbesserte Ortsauflösung erzielt und eine kostengünstigere Detektorherstellung ermöglicht wird. Es ist ferner die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Detektion von Röntgenstrahlung mit einem derart verbesserten Röntgende­ tektor anzugeben, mit dem direkt vom Röntgendetektor elektri­ sche Signale abgeleitet werden, die für die jeweils empfangene Röntgenintensität charakteristisch sind.

Diese Aufgaben werden durch einen Röntgendetektor bzw. ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß den Patentansprüchen 1 bzw. 10 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Verwendungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Ein erster wichtiger Gesichtspunkt der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Röntgendetektors mit mindestens einem Detektorelement, bei dem auf einem Substrat schichtförmig eine dotierte Manganatverbindung aufgebracht ist, deren elektrische Leitfähigkeit bei Röntgenbestrahlung verändert wird. Die rönt­ genempfindliche Schicht des Detektorelements besteht vorzugs­ weise aus Verbindungen der Zusammensetzung A_xB_yMnO₃, wobei A ein dreiwertiges Atom (z. B. La, Pr) und B ein zweiwertiges Atom (z. B. Sr, Ca) darstellen, und x + y ungefähr gleich 1 ist. Die Dotierung umfaßt beispielsweise Lanthan und Strontium oder Praseodym und Kalzium oder Lanthan und mehrere zweiwertige Atome (z. B. Strontium, Kalzium).

Gemäß einem weiteren wichtigen Gesichtspunkt der Erfindung wird eine Röntgenkamera mit dem obengenannten Röntgendetektor ausgestattet, der in diesem Fall eine Vielzahl matrixartig angeordneter Detektorelemente aufweist. Die Detektorelemente werden auf einem Substrat in Form von in Reihen und Spalten angeordneten Pixeln aufgebracht. Jeder Pixelreihe- und spalte wird jeweils eine Reihen- bzw. Spaltenelektrode zugeordnet, mit denen die aktuelle elektrische Leitfähigkeit des jeweili­ gen Pixels nach Röntgenbestrahlung mit einer Multiplextechnik ausgelesen werden kann.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird zum Ein­ satz des genannten Röntgendetektors ein Verfahren zur Signal­ aufnahme bereitgestellt, bei dem zyklisch wiederholt eine Ak­ tivierung der Detektorelemente mit einem vorbestimmten Strom­ puls, ein Auslesen der jeweils ausgebildeten Spannungswerte und eine Deaktivierung der Detektorelemente erfolgt.

Die Erfindung besitzt die folgenden Vorteile. Der erfindungs­ gemäße Röntgendetektor kann mit miniaturisierten Detektorele­ menten aufgebaut werden, die eine Ortsauflösung bis zu rd. 10 µm ermöglichen. Eine derartige Ortsauflösung wurde mit her­ kömmlichen halbleiterbasierten Röntgendetektoren nicht er­ zielt. Die Detektorelemente können mit einer an sich bekann­ ten, beherrschbaren Schichtabscheidungstechnologie als Mikro­ strukturen mit geringem Aufwand auf Substrate aufgebracht wer­ den. Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht in der kur­ zen Reaktionszeit des verwendeten dotierten Manganats. Charak­ teristische Zeiten der Leitfähigkeitsänderung liegen im Be­ reich von µs. Damit wird ein schnelles Auslesen auch größerer Pixelanordnungen ermöglicht.

In den erfindungsgemäßen Detektorelementen besitzen die schichtförmigen Manganatverbindungen eine unerwartete und bis­ her unerkannte Eigenschaft. Es ist zwar von Manganat- Einkristallen bekannt, daß diese bei Röntgenbestrahlung eine Strukturänderung eingehen (s. V. Kiryukhin et al. in "Nature", Bd. 386, 1987, S. 813 ff.). Diese Strukturänderung wurde jedoch lediglich bei hohen Röntgendosen an einkristallinen Volu­ menmaterialien gefunden, welche in einem aufwendigen Synthese­ verfahren bei hohen Temperaturen hergestellt wurden und daher für Anwendungen nicht praktikabel sind. Im Gegensatz zu diesen früheren Feststellungen sind die erfindungsgemäß gebildeten Manganat-Schichtstrukturen durch ein einfach zu beherrschendes Aufdampfverfahren herzustellen und zeigen Leitfähigkeitsverän­ derungen auch bei relativ schwachen Röntgenbestrahlungen wie sie bei den in der Praxis interessierenden Röntgenuntersu­ chungsmethoden auftreten.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Perspektivansicht eines Detektor­ elements eines erfindungsgemäßen Röntgendetektors,

Fig. 2 eine Kurvendarstellung der Abhängigkeit der an einem Detektorelement gemäß Fig. 1 gemessenen Spannung von der Röntgenintensität,

Fig. 3 eine Kurvendarstellung des Zeitverlaufs der an einem Detektorelement gemäß Fig. 1 gemessenen Spannung nach wiederholter Belichtung mit Röntgen­ strahlung,

Fig. 4 eine schematische Draufsicht auf eine Matrix­ anordnung von Detektorelementen, und

Fig. 5 Kurvendarstellungen zur Illustration der erfindungs­ gemäßen Signalaufnahme.

Entsprechend einer ersten Ausführungsform der Erfindung be­ steht ein Röntgendetektor aus einem einzelnen Detektorelement 10, das schematisch in Fig. 1 dargestellt ist. Das Detektorelement 10 umfaßt im einzelnen ein Substrat 20 und eine Manganatschicht 30, auf der vier Elektroden 40 in Form von einander beabstandeter Elektrodenstreifen 41 bis 44 angebracht sind. Jeder Elektrodenstreifen ist über eine elektrische Lei­ tung 51 bis 54 mit einer (nicht dargestellten) Spannungsver­ sorgungs- und Meßeinrichtung verbunden. Das Substrat besteht aus einkristallinem SrTO₃. Die Manganatschicht 30 ist ein La_0.88Sr_0.1MnO₃-Film, der mit einer Dicke im Bereich von 50 nm bis 500 nm, z. B. 250 nm, epitaktisch auf dem Substrat 20 auf­ gewachsen ist. Die Fläche der Manganatschicht beträgt bei­ spielsweise rd. 5.5 mm. Das epitaktische Wachstum der Manga­ natschicht 30 auf dem Substrat 20 ist technologisch an sich bekannt und erfolgt z. B. bei einer Substrattemperatur von rd. 1500°C.

Jeder der Elektrodenstreifen 41 bis 44 wird durch eine Doppel­ schicht gebildet. Auf der Manganatschicht 30 befindet sich zu­ nächst eine dünne Cr-Pufferschicht (d = 20 nm), auf der eine Au-Kontaktschicht ausgebildet ist. Die Elektrodenstreifen (d = 200 nm) werden durch Aufdampfen der Elektrodenmaterialien her­ gestellt. Die vier Elektrodenstreifen 41 bis 44 dienen der Wi­ derstandsmessung an der Manganatschicht 30 im Vierpunktverfah­ ren. Hierzu werden die Elekrodenstreifen 41 und 44 mit einer Spannung beaufschlagt, so daß durch die Schicht 30 ein kon­ stanter Strom von z. B. 1 µA fließt. Zwischen den Elektroden­ streifen 42 und 43 wird dann die in Abhängigkeit von der Strahlungsdosis der auftreffenden Röntgenstrahlung ausgebilde­ te Spannung gemessen.

Zum Röntgendetektor 10 gehört des weiteren eine schematisch gezeigte Kühleinrichtung 60. Die Kühleinrichtung 60 umfaßt beispielsweise einen He-Flußkryostaten, der dazu ausgelegt ist, das Detektorelement 10 auf eine Temperatur von 5 K zu küh­ len, oder einen N-Kühler oder auch ein Peltier-Element, falls das Manganatmaterial für eine Widerstandsänderung bei Tempera­ turen über 77 K ausgelegt ist.

Bei Bestrahlung der Fläche der Manganatschicht 30 zwischen den mittleren Elektrodenstreifen 42, 43 mit einem Röntgenstrahl (Erzeugung mit einem Synchrotron, Photonenenergie 8 keV, Pho­ tonenfluß 5.10¹⁰ s^-1) ergibt sich die in Fig. 2 gezeigte Ab­ hängigkeit der stromlos gemessenen Spannung V von der Strah­ lungsdosis Φ. Es zeigt sich eine nahezu exponentiell verlau­ fende Verringerung der gemessenen Spannung bei zunehmender Do­ sis, was einer exponentiellen Zunahme der Leitfähigkeit bzw. einem entsprechenden Abfall des Widerstandes in der Manganat­ schicht 30 entspricht. Mit einem 100-fach abgeschwächten Rönt­ genstrahl wurden qualitativ identische Ergebnisse erzielt. Da die Eindringtiefe von Röntgenstrahlen der verwendeten Energie in der angegebenen Manganatschicht rd. 2 µm beträgt und der Strahlquerschnitt größer als der Abstand zwischen den mittle­ ren Elektrodenstreifen ist, wurde die Schichtfläche zwischen den Elektrodenstreifen gleichmäßig beleuchtet. Die Röntgen­ strahlen durchdringen die Detektorschichten vollständig und gleichförmig, was einen wichtigen Vorteil gegenüber herkömmli­ chen Halbleiterdetektoren darstellt.

In Fig. 3 ist der Zeitverlauf der bei konstantem Strom gemes­ senen Spannung nach wiederholter Belichtung mit Röntgenstrah­ len illustriert. Im oberen Teil der Grafik ist der Zeitverlauf der Bestrahlung in schematischer Pulsform eingefügt. Bei Be­ strahlung ergibt sich zunächst wie bei Fig. 2 ein exponentiel­ ler Abfall des Widerstands. Es zeigt sich ferner, daß der Wi­ derstand innerhalb einer kurzen Zeit (rd. 1 s) auf den ur­ sprünglichen Wert ansteigt, wenn die Röntgenbestrahlung abge­ schaltet wird. Wird die Manganatschicht 30 erneut der Bestrah­ lung ausgesetzt, so sinkt der Widerstand unmittelbar auf einen Wert wie nach der ersten Belichtung und setzt dann den expo­ nentiellen Abfall fort. Dieses Verhalten bleibt jedoch lediglich erhalten, solange ein Strom durch die Manganatschicht 30 (über die Elektrodenstreifen 41, 44) fließt. Durch Abschalten des Stromes wird die Manganatschicht in ihren Zustand vor der Belichtung zurückversetzt. Diese Selbst-Rückstellung stellt einen besonders wichtigen und unerwarteten Vorteil der erfin­ dungsgemäßen Detektorelemente dar. Im rechten Teil der Grafik von Fig. 3 ist erkennbar, daß nach Abschalten des Stromes (schraffierte Fläche oben), trotz eingeschalteter Röntgenbe­ strahlung zunächst ein Zustand wie vor der ersten Belichtung hergestellt wird (hoher Widerstand). Das Stromabschalten stellt demzufolge einen Löschvorgang für das Detektorelement dar.

Der Röntgendetektor gemäß Fig. 1 kann anwendungsabhängig in Bezug auf die Gestalt des Detektorelements, die Anordnung und Zahl der Elektrodenstreifen, die Art der Widerstandsmessung und die Materialien modifiziert werden. So kann das SrTiO₃- Substrat auch aus einem anderen, einkristallinen Material be­ stehen, das eine ähnliche Struktur wie die Manganatschicht be­ sitzt, so daß diese mit einer geringen Verspannung auf dem Substrat aufgebracht werden kann. Ferner können die Dotie­ rungsverhältnisse x, y in La_xSr_yMnO₃ optimiert werden. Optimale Ergebnisse wurden bisher z. B. an Schichtstrukturen erzielt, bei dem das Verhältnis von zwei- und dreiwertigen Atomen so eingestellt ist, dass die Anzahl der Leitungselektronen pro Mn-Atom sich im Bereich 0.1 bis 0.15 bewegt, d. h. z. B. x = 0.87 ± 0.05 und y = 0.13 ± 0.05. Des weiteren kann die Manganat­ schicht auch mit anderen Dotierungselementen hergestellt sein, wie sie oben angegeben wurden (z. B. Pr, Ca).

Eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Röntgen­ detektors ist in Fig. 4 gezeigt. Auf einem gemeinsamen (nicht dargestellten) Substrat ist eine Vielzahl von getrennten De­ tektorelementen 10 in zueinander senkrechten, geraden Reihen und Spalten angeordnet. Jedes Detektorelement 10 umfaßt eine Manganatschicht 30, die mit zwei Elektroden 40 verbunden ist. Die Elektroden 40 umfassen zwei Elektrodenstreifen, die je­ weils reihen- und spaltenweise zur Bildung der Reihenelektro­ den 411, 412, 413, . . . und der Spaltenelektroden 421, 422, 423, . . . verbunden sind. Jede der Reihen- bzw. Spaltenelektro­ den ist mit einem (nicht dargestellten) Reihen- bzw. Spalten­ multiplexer verbunden, mit denen das unten erläuterte Signal­ ausleseverfahren implementiert wird.

Die Manganatschichten 30 und die Elektroden 40 bestehen bei­ spielsweise aus demselben Material wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1. Die Pixelanordnung wird hergestellt, indem zu­ nächst die Spaltenelektroden 421, 422, 423, . . . unter Verwen­ dung einer geeigneten Maskierungstechnik auf das Substrat auf­ gedampft werden. Anschließend werden die Manganatschichten 30 als Matrix voneinander beabstandeter Flächenbereiche durch e­ pitaktisches Wachstum aufgebracht. Jede Manganatschicht über­ lappt eine zugehörige Spaltenelektrode. Schließlich werden die Reihenelektroden 411, 412, 413, . . . wiederum mit einer ent­ sprechenden Maskierungstechnik aufgedampft, wobei jeweils ein Reihenelektrodenstreifen die in einer Reihe nebeneinander an­ geordneten Manganatschichten 30 elektrisch miteinander verbin­ det. Die Reihen- und Spaltenelektroden sind durch die Manga­ natschichten voneinander getrennt. Das Aufbringen der einzel­ nen Schichten erfolgt mit an sich bekannten Techniken, wie z. B. Laserdeposition, Kathodenzerstäubung, Aufdampftechniken usw. Jedes Detektorelement besitzt beispielsweise eine Größe von rd. 50 µm².

Die matrixartige Pixelanordnung der Detektorelemente gemäß Fig. 4 wird vorzugsweise als strahlungsempfindliches Bauteil in einer Röntgenkamera verwendet, die ferner mit einer Kühl­ einrichtung, einer Multiplexereinrichtung zum Auslesen der Signalwerte und einer Meß- und Steuereinrichtung ausgestattet ist. Die Pixelanordnung kann vorteilhafterweise mit charakteristischen Dimensionen hergestellt werden, die den Anforderun­ gen einer Röntgenabbildung z. B. in der Werkstofftechnik oder der Medizin entsprechen. Die mit den Detektorelementen 30 be­ legte Fläche kann beispielsweise eine Größe von 50.50 cm² be­ sitzen. Eine erfindungsgemäße Röntgenkamera kann auch aus meh­ reren Röntgendetektoren mit Pixelanordnungen gemäß Fig. 4 zu­ sammengesetzt sein, um die jeweils erforderliche Abbildungs­ fläche bereitzustellen.

Ein besonderer Vorteil der Detektorelementanordnung gemäß Fig. 4 besteht darin, daß jeder Pixel relativ einfach aufge­ baut ist. Damit ergibt sich eine kostengünstige Herstellung und eine geringe Fehleranfälligkeit des Röntgendetektors.

Über die Reihen- bzw. Spaltenelektroden sind die Detektorele­ mente 10 gemäß Fig. 4 mit den Reihen- und Spaltenmultiplexern verbunden, über die der aktuelle Zustand der einzelnen Detek­ torelemente nach Röntgenbelichtung digital ausgelesen werden kann. Mit den Multiplexern werden die Manganatschichten 30 der Detektorelemente 10 fortlaufend reihen- und spaltenweise re­ gelmäßigen Strompulsen (rd. 10 µA) jeweils der Pulsdauer Δt ausgesetzt. Dadurch werden die Detektorelemente aktiviert. Der zunächst hohe Widerstand (s. auch Fig. 2) sinkt bei Bestrah­ lung mit Röntgenstrahlen auf einen Wert, der von der vom je­ weiligen Detektorelement empfangenen Strahlungsdosis abhängt. Dementsprechend fällt die an der Manganatschicht des jeweili­ gen Detektorelements gemessene Spannung V bei Röntgenbestrah­ lung während des Strompulses auf einen entsprechend reduzier­ ten Spannungswert. Am Ende des Pulses wird dieser Spannungs­ wert ausgelesen und das Detektorelement durch Abschalten des Stromes (Ende des Pulses) deaktiviert. Die fortlaufende Pixel­ aktivierung durch Strompulse kann einmalig zur Aufnahme eines Einzelbildes oder für die Gesamtmatrix wiederholt zur Aufnahme von Bildfolgen durchgeführt werden. Die Schritte des Signal­ auslesens sind im einzelnen in Fig. 5 illustriert.

Die im Zeitverlauf auf ein Detektorelemente fallende Röntgen­ strahlung besitzt eine Intensität, die beispielhaft im obersten Teil von Fig. 5 illustriert ist. Die mittlere Kurve zeigt die regelmäßig von den Multiplexern auf die Detektorele­ mente gegebenen Strompulse. Jeder Puls besitzt eine Dauer Δt (rd. 1 s). Die Zeitabstände zwischen den Pulsen sind nicht maßstäblich dargestellt. Im untersten Teil von Fig. 5 ist der Spannungsverlauf während der Strombeaufschlagung illustriert. Bei der höheren Röntgenintensität (linker Puls) fällt die am Detektorelement gemessene Spannung auf einen geringeren Wert ab als bei einer geringeren Röntgenintensität (rechter Puls). Die mittlere Röntgenintensität während des Strompulses ergibt sich gemäß I_Pixel = Φ(V)/Δt. Die Strahlungsdosis Φ wird aus einer vorab im Rahmen eines Kalibrierungsschrittes erfaßten Spannungs-Dosis-Kurve ermittelt.

Das sequentielle Auslesen von Spannungswerten aus den Reihen und Spalten der Detektorelemente ergibt somit eine Vielzahl von Spannungssignalen, die entsprechend der Kalibrierung in Dosiswerte oder entsprechend mit dem Wert Δt in Intensitäten umgerechnet werden können, die jeweils einem Bildpunkt des Röntgendetektors entprechen. Die den einzelnen Bildpunkten zu­ geordneten Spannungswerte können anschließend in an sich be­ kannter Weise mit einer Anzeigeeinrichtung dargestellt, ge­ speichert oder gedruckt oder einer Bildauswertung unterzogen werden. Das Signalauslesen gemäß den Fig. 4 und 5 besitzt so­ mit den Vorteil, daß sich die digitale Bildanzeige und -auswertung unmittelbar anschließen kann. Untersuchungen haben gezeigt, daß bei einem höheren Konstantstrom durch die Manga­ natschicht ein schnelleres Schaltverhalten erzielt wird.

Claims (14)

1. Röntgendetektor mit mindestens einem Detektorelement (10), das ein röntgenstrahlenempfindliches Halbleitermaterial ent­ hält, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleitermaterial aus einer dotierten Manganatverbindung besteht, die als Manganatschicht (30) auf einem Substrat (20) ausgebildet ist und bei Röntgenbestrahlung eine Änderung der elektrischen Leitfähigkeit zeigt.

2. Röntgendetektor gemäß Anspruch 1, bei dem die Manganatver­ bindung mit einem Anteil x dreiwertiger Atome und einem Anteil y zweiwertiger Atome dotiert ist, wobei x + y ≅ 1 ist.

3. Röntgendetektor gemäß Anspruch 1, bei dem die Manganatver­ bindung als dreiwertige Dotierung Lanthan und/oder Praseodym und als zweiwertige Dotierung Kalzium und/oder Strontium ent­ hält.

4. Röntgendetektor gemäß Anspruch 1, bei dem die Manganatver­ bindung La_xSr_yMnO₃ mit x + y ≅ 1 umfaßt.

5. Röntgendetektor gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Manganatverbindung epitaktisch auf einem SrTiO₃- Substrat aufgewachsen ist.

6. Röntgendetektor gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem jedes Detektorelement mindestens zwei Elektroden (41, 42) aufweist, die die dotierte Manganatschicht (30) mit einer Spannungsversorgungs- und Meßeinrichtung verbinden.

7. Röntgendetektor gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine Vielzahl von Detektorelementen (10) matrixartig auf einem gemeinsamen Substrat in geraden Reihen und Spalten angeordnet sind.

8. Röntgendetektor gemäß Anspruch 7, bei dem die Manganat­ schichten (30) jeder Reihe und die Manganatschichten (30) je­ der Spalte der Matrixanordnung jeweils entsprechend über reihenweise bzw. spaltenweise verlaufende Reihenelektroden (411, 412, 413, . . .) bzw. Spaltenelektroden (421, 422, 423, . . .) verbunden sind, die über Reihen- bzw. Spaltenmultiplexer mit einer Spannungsversorgungs- und Meßeinrichtung verbunden sind.

9. Röntgenkamera, die mindestens einen Röntgendetektor gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche enthält.

10. Verfahren zur Detektion von Röntgenstrahlung mit einem Röntgendetektor gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wo­ bei bei Röntgenbestrahlung jedes Detektorelement einer Wider­ standsmessung unterzogen wird.

11. Verfahren gemäß Anspruch 10, bei dem die Widerstandsmes­ sung im Vierpunktverfahren durch Beaufschlagung der Manganat­ schicht (30) mit einem konstanten elektrischen Strom und simultane Spannungsmessung erfolgt.

12. Verfahren gemäß Anspruch 10, bei dem zur Widerstandsmes­ sung jedes Detektorelements einem Strompuls der Dauer Δt aus­ gesetzt und am Ende des Strompulses die an der Manganatschicht abfallende Spannung gemessen wird.

13. Verfahren gemäß Anspruch 12, bei der an einem Röntgende­ tektor mit einer Vielzahl matrixartig angeordneter Detektorelemente wiederholt aufeinanderfolgend eine Aktivierung der Detektorelemente mit einem vorbestimmten Strompuls, ein Ausle­ sen der am Detektorelement abfallenden Spannung und eine Deak­ tivierung durch Stromabschaltung erfolgt.

14. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 13, bei dem die Röntgendosis unter Verwendung von Kalibrierungswerten aus den gemessenen Widerstands- oder Spannungswerten ermittelt wird.