לטכנולוגיית -רנטגן תפקיד מכריע בתחומים רבים, כולל אבחון רפואי, בדיקות לא-הרסניות, בדיקות אבטחה ומחקר מדעי. הביצועים שלו תלויים במידה רבה בחומרים העיקריים המשמשים בתהליכי היצור והזיהוי. חומרים אלה חייבים להיות בעלי מספרים אטומיים ספציפיים, צפיפות, מבני גביש ויציבות כדי להבטיח יצירה, שידור, אפנון וקליטה יעילה של קרני X-.
לגבי מקורות -קרני רנטגן, חומר הליבה הוא יעד מתכתי-אטומי- גבוה, הכולל בדרך כלל טונגסטן (W), מוליבדן (Mo) וכרום (Cr). טונגסטן, בשל נקודת ההיתוך הגבוהה שלו, מוליכות תרמית טובה ויכולת לייצר ספקטרום רציף ואופייני של-אנרגיה גבוהה, הפך לחומר היעד המרכזי עבור שפופרות -לזיהוי פגמים רפואיים ותעשייתיים. מוליבדן יכול לייצר קרינה אופיינית המתאימה להדמיית רקמות רכות במתחי שפופרת נמוכים יותר, והוא משמש לעתים קרובות בתרחישי אבחון מיוחדים כגון ממוגרפיה. כרום משמש בניתוח פלואורסצנטי ספציפי ובמכשירי רנטגן-נמוכים באנרגיה. הטוהר וכיוון הגרגירים של חומר המטרה משפיעים על העוצמה וחלוקת ספקטרום האנרגיה של-קרני רנטגן; לכן נדרשת בקרה קפדנית של טכניקות מתכות ועיבוד במהלך ההכנה.
בתחום זיהוי קרני רנטגן-, החומרים העיקריים מחולקים לשתי קטגוריות: נצנצים וחומרי גלאי מוליכים למחצה. סינטילטורים, כגון יודיד נתרן (NaI), יודיד צסיום (CsI) וקדמיום טונגסטאט (CdWO₄), ממירים עירור פוטון בקרני X - לאור נראה, אשר נקרא לאחר מכן על ידי שפופרות פוטו-מכפיל או פוטו-דיודות. חומרים אלה חייבים להיות בעלי יעילות אור גבוהה, זמן דעיכה מהיר ותגובה ליניארית טובה, ולהפגין מידה מסוימת של עמידות בפני דליקות והלם מכני. חומרי גלאי מוליכים למחצה, המיוצגים על ידי קדמיום אבץ טלוריד (CZT), קדמיום טלוריד (CdTe), סיליקון (Si) וגרמניום (Ge), משתמשים בפוטונים כדי ליצור ישירות זוגות של חורים אלקטרוניים- ולהמיר אותם לאותות חשמליים. הם מציעים יתרונות כמו רזולוציית אנרגיה גבוהה ותגובה מהירה, מה שהופך אותם למתאימים להדמיה ברפואה גרעינית וניתוח ספקטרוסקופיה של פיזור אנרגיה-בדיוק גבוה.
יתר על כן, מתכות כבדות וסגסוגות, כגון עופרת (Pb), בריום (Ba) ופולימרים המכילים עופרת-, נמצאים בשימוש נרחב באופטיקה- של קרני רנטגן ומערכות סינון. המספר האטומי הגבוה ומאפייני הצפיפות הגבוהים שלהם מאפשרים-מגן קרני רנטגן והתקשות אלומה, ומפחיתים את ההשפעה של פיזור אנרגיה-נמוך על איכות התמונה. לגבי חומרי חלונות לצינורות רנטגן, בריליום (Be) נמצא בשימוש נרחב בשל המספר האטומי הנמוך שלו, כושר ההעברה הטוב והחוזק המכני, המבטיח העברת קרני רנטגן- תוך שמירה על אטם ואקום.
בסך הכל, הבחירה של חומרי רנטגן- ראשוניים סובבת סביב מספר אטומי גבוה, צפיפות מתאימה, תכונות פיזיקוכימיות יציבות ותאימות לדרישות התהליך. השילוב והאופטימיזציה של חומרים שונים קובעים את ביצועי ההדמיה, רגישות הזיהוי ותוחלת החיים של מערכת -רנטגן, מהווים את הבסיס החומרי ליישום הנרחב של טכנולוגיה זו.
