Những ưu điểm của chuyển đỏi trực tiếp tín hiệu tia X thành điện tích rất rõ ràng. Các vấn đề về chùm lượng tử thứ cấp được loại bỏ và các kết nối quang cồng kềnh là không cần thiết. Một nguyên liệu mà có thể dùng để biến đổi trực tiếp là tinh thể silic. Silic được
sử dụng cho phổ tia X và tia gamma cũng như là định lượng. Một chế tạo P-I-N diode quang đơn giản cũng có thể cấu hình như một đầu dò. Si tạo ra một cặp điện tử - lỗ trống cho mỗi 3.6eV đọng trong tinh thể (bảng 1), do đó một lượng tử 40keV sẽ sinh ra 11100 cặp e-lỗ trống. Chúng có thể được thu hiệu qủa từ các khu vực rỗng của diode bởi một điện trường đặt trên khu vực này. Một máy dò như vậy có thể được vận hành ở nhiệt độ phòng. Nhưng các nhiễu đặc trung có thể được cải thiện đáng kể nhờ giảm đi vài độ C. Các diode quang có thể được sản xuất với bước răng rất tốt, về cơ bản chỉ bị giới hạn bởi số lượng tử đó được hấp thu trong một điểm ảnh, tức là với mức nhiễu và liều bệnh nhân chấp nhận được.
Hình 23. Nguyên lý vùng máy dò selen vô định hình (xem hình 22(b) cho cẫu hình máy hiển thị). Lớp a-Se biến mất (bay hơi) trực tiếp vào một mảng ma trận tích cực trong đó các thành phần điểm ảnh chỉ đơn giản là điện cực. Một điện trường được thiết lập trên selen bằng cách dùng điện áp cao thích hợp cho các điện cực đỉnh chung trên lớp a-Se. Điện tích thoát ra được thu bởi điện trường trên 1 tụ được thực hiện, bằng cách lồng ghép điện cực điểm ảnh và đường cực cửa liền kề.
Như đã thấy trong hình 4, Si, số Z và khối lượng riêng thấp (density), không hấp thụ tia X hiệu quả ở năng lượng cao, và để đạt được một giá trị ƞ chấp nhận được, thậm chí ở các mức năng lượng X quang vú, máy dò phải dày ít nhất 1mm. Đối với các đầu dò có độ
phân giải cao (p=50µm), điều này có nghĩa là lượng tử đập vào bề mặt lối vào đầu dò tại một số khoảng cách tại tâm của chùm tia X sẽ, vì tỷ lệ không bình thường, có khả năng được hấp thụ bởi một thành phần đầu dò liền kề, làm mở rộng hình đường lây lan chức năng. Để tránh vấn đề này, các mảng cảm biến có thể được bố trí dọc theo bề mặt cong, với bề mặt cong bằng khoảng cách mặt phẳng nguồn ảnh (SID) như trên hình 24(a). Một phương pháp để sản xuất loại đầu dò này (hình 24(b)) lai giữa mảng pixelated của diode quang và một TDI CCD hiển thị được tạo thành trên bề mặt phân chia. Hai ma trận tham gia vào từng điểm ảnh nền tảng bởi một loạt các va chạm Indi rất nhỏ. Do đó điện tích được giải phóng khỏi diode quang được thu lại và tích hợp dưới các cột CCD và được số hóa. Thiết kế máy dò này ban đầu được sử dụng cho chụp ảnh quang phổ hồng ngoại và đã được chứng minh có độ phân giải không gian rất cao và các đặc trưng hình ảnh mong muốn khác được điều chỉnh để sử dụng trong X quang (Henry và cộng sự 1995). Khả năng trong tương lai, nhiều vật liệu dò hấp thụ tia X cho diode quang như Zn Cd Te, HgI2 hoặc TlBr (Shah et al 1989) sẽ có sẵn và cung cấp ƞ cao hơn cho các cấu trúc máy dò mỏng làm cho đầu dò chuyển đổi trực tiếp như vậy nhiều hơn thực tế.
Hình 24. (a) Máy dò sử dụng vật liệu Z và mật độ thấp phải dày để đạt giá trị ƞ hợp lý. Để tránh giảm độ phân giải do lây lan hình học của tín hiệu các máy dò phải được uốn cong để tia X có góc tới bình thường. (b) Một máy dò lai có thể sử dụng tinh thể Si hoặc ZnCdTe để hấp thụ tia X. Các điểm ảnh máy dò là mỗi kết nối với các thành phần của CCD trên bề mặt hiển thị ở dưới.