一种名为镉锌碲 (CZT) 的特殊半导体材料正在推动医疗成像等多个高科技领域的发展。通过将X射线或伽马射线光子直接转换为数字信号，CZT制造的扫描仪能够生成更清晰的图像，同时大幅缩短检查时间并降低辐射剂量。尽管其制造工艺复杂且产量有限，但它在医疗诊断、机场安检、天文观测和前沿科学研究中的应用日益广泛，预示着一场由材料驱动的技术革新。
医疗成像领域的“革命”
伦敦皇家布朗普顿医院引进了一台采用CZT探测器的新型扫描仪，带来了显著的改变。
- 扫描时间缩短： 以往需要45分钟的特定肺部扫描，现在仅需 15分钟 即可完成。
- 图像质量提升： 医生能够获得“精美”且高度细节化的三维肺部图像，有助于诊断微小的血栓等病症。
- 辐射剂量降低： 由于扫描仪灵敏度极高，注入患者体内的放射性物质剂量可减少约 30%。
正如核医学负责人 Kshama Wechalekar 医生所说，这项技术正在医疗成像领域引发一场“革命”。
神奇材料：镉锌碲 (CZT)
CZT 是一种能够极其精确地探测高能光子（如X射线和伽马射线）的半导体材料。它的工作原理与传统技术有本质区别。
- 直接数字转换： 当一个高能光子撞击CZT时，会立即产生一个可被记录的电信号。这是一个 一步到位 的数字化过程。
- 信息保真度高： 相比于传统的多步转换过程，CZT能够保留光子的能量、时间等关键信息，从而可以生成更丰富、更精确的彩色或能谱图像。
这种特性使其成为一种理想的探测器材料，远远优于早期技术。
制造的挑战与稀缺性
尽管CZT材料已经存在数十年，但其工业化生产却异常困难。英国公司 Kromek 是全球少数几家能够制造CZT的企业之一。
其制造过程极为复杂：
- 将特殊粉末在数百个小型熔炉中加热至熔融状态。
- 经过长达数周的时间，使其“原子逐个重新排列”，固化成单晶结构。
由于工艺复杂且需求旺盛，获取特定规格的CZT材料非常困难。美国华盛顿大学的 Henric Krawczynski 教授就曾为他的太空望远镜项目难以采购到所需的超薄CZT探测器。Kromek 公司表示，目前需求量巨大，难以满足所有研究项目的定制化需求。
不止于医疗：更广泛的应用
CZT 的应用范围远不止于医疗领域，它在多个尖端科技中扮演着关键角色。
- 机场安检： 基于CZT的扫描仪已用于英国机场的爆炸物检测和部分美国机场的托运行李扫描，并有望在未来几年进入手提行李安检领域。
- 天文探测： 安装在高空望远镜上的CZT探测器能够捕捉来自中子星和黑洞周围等离子体发出的X射线。
- 前沿科学研究： 英国的“钻石光源”同步加速器正在进行重大升级，将安装CZT探测器。因为升级后产生的X射线强度会大幅增加，只有CZT这类高性能探测器才能有效应对，从而推动材料科学等领域的研究。