中山大学王凯教授举行了基于双栅极光电薄膜晶体管的“智能”像素技术及其在低剂量X射线成像的应用的讲座,在职研究生讲座的主要内容是:
自伦琴发现X射线以来,X射线放射影像已经成为疾病诊断的重要工具之一。经过一个多世纪的发展,它经历了由胶片到数字成像的演变。如今,非晶硅数字平板X射线探测器已成为放射影像技术领域最重要的研究方向之一。在数字X射线成像系统中,像素是其最基本的构成单元。目前,无论是无源还是有源像素技术,其电路均采用信号感应、信号存储、及信号读取三元分立的设计。这种设计不可避免地增加了像素面积,从而导致分辨率降低。为了简化像素电路、节省空间、提高分辨率,我们提出非晶硅双栅极光电薄膜晶体管“智能”像素的概念,其核心是将传统像素电路里彼此分立的感应、储存、和读取三部分集成起来,由一个双栅极光电薄膜晶体管来完成对X射线信号的感应、存储和读取。除了提高分辨率外,“智能”像素技术还极大地降低了噪声、简化了制备和集成工艺、降低了生产成本。同时,借助于双栅极光电薄膜晶体管本身的信号放大功能,该设计还实现了单一薄膜晶体管的有源像素技术,为研究和开发低剂量和高灵敏度X射线成像系统奠定了基础,对降低病人尤其是儿童辐射致癌风险具有深远的意义。
王凯现任中山大学-卡内基梅隆大学联合工学院助理教授,博士生导师。毕业于华中科技大学电气技术专业,获工学学士学位。毕业于大连理工大学微电子学与固体电子学专业,获工学硕士学位。毕业于加拿大滑铁卢大学(University of Waterloo)大面积与纳米电子学研究中心,获电机与计算机工程学博士学位。同年,获得加拿大国家自然科学与工程研究理事会(NSERC)博士后基金,加入加拿大Thunder Bay健康科学中心,主持并参与了X射线成像探测器、生物医学成像器件、和传感技术等多个研究项目,首次提出了利用横向光电导器件配合薄膜晶体管实现数字平板X射线成像的理念,并结合在薄膜电子器件领域的知识和经验,提出了合理的制备工艺和系统集成方案,成功设计和制备了世界上第一个利用横向光电导器件进行间接X射线探测的成像阵列。该成果被Medical Physics Web(IOP医学物理专业门户网站)报道,并得到了业界广泛关注,被认为是当今数字平板X射线探测器领域的三大主要技术之一。他作为高级硬件研发工程师加入苹果公司(美国),从事触控和人机界面产品的研发工作,积极参与了iPhone、iPad、和iMac等系列产品的研发。他加入中山大学-卡内基梅隆大学联合工程学院,专门从事生物医学成像器件、生物传感器和执行器、以及大面积电子学方面的教学和研究工作。最近,他和研究团队首次提出了双栅极光电薄膜晶体管“智能”像素的概念,将有望降低X射线对于病人尤其是儿童和婴幼儿群体的辐射致癌风险,为低剂量数字X射线成像研究领域的新突破。他在数字平板X射线成像、信息显示和触控、生物医学传感器等领域积累了极为丰富的研究经验和工业界经验,已经在国际学术期刊上发表论文19篇、国际会议论文22篇,申请发明专利12项,授权3项。他还担任IEEE/OSA Journal of Display Technology编委(Associate Editor)。