Исследовательская группа под руководством доцента Ян Хёнсу и доктора Ву Янга с кафедры электротехники и вычислительной техники инженерного факультета NUS и Института нанонауки и нанотехнологий NUS успешно разработала высокопроизводительные и маломощные терагерцовые излучатели, которые могут быть массовыми. -производится по низкой цене, решая критическую проблему для промышленного применения технологии ТГц. Эти излучатели ТГц диапазона, которые используются для генерации волн ТГц, также могут работать на гибких поверхностях без ущерба для производительности.
Исследовательская группа опубликовала результаты своего исследования в научном журнале Advanced Materials 25 января 2017 года. Это изобретение было создано в сотрудничестве с исследователями из Института исследования материалов и инженерии Сингапурского агентства по науке, технологиям и исследованиям, а также с Tongji. Университет в Китае.«Наше изобретение является большим шагом вперед в технологии ТГц диапазона, и мы считаем, что это значительно ускорит его применение в различных областях.
Например, в области наблюдения за безопасностью наше изобретение может способствовать миниатюризации громоздких систем ТГц диапазона, которые будут использоваться в обнаружение опасных химикатов и взрывчатых веществ для защиты от враждебных угроз.Доступные и высокопроизводительные устройства для скрининга в ТГц диапазоне также могут улучшить диагностику заболеваний и принести пользу пациентам. Кроме того, изготовление нашего устройства на гибкой поверхности также открывает множество захватывающих возможностей для его включения в носимые устройства. устройств ", — пояснил доцент Ян.Волны в терагерцах
Волны ТГц диапазона привлекли к себе большое внимание за последние два десятилетия, поскольку они имеют многообещающие применения в широком диапазоне областей от медицины, наблюдения до вычислений и связи. Волны ТГц диапазона с длинами волн от десятков микрон до нескольких миллиметров занимают пространство между микроволнами и инфракрасными световыми волнами в электромагнитном спектре.Будучи неионизирующими, а также неразрушающими, волны ТГц могут проходить через непроводящие материалы, такие как одежда, бумага, дерево и кирпич, что делает их идеальными для приложений в таких областях, как диагностика рака, обнаружение химикатов, лекарств и взрывчатых веществ, анализ покрытий и контроль качества микросхем интегральных схем.
Однако современные источники ТГц излучения представляют собой большие многокомпонентные системы, которые тяжелы и дороги. Такие системы также сложно транспортировать, эксплуатировать и обслуживать.Следовательно, гибкие и недорогие источники ТГц излучения, разработанные исследовательской группой, потенциально открывают путь для более широкого внедрения технологии ТГц и вносят вклад в коммерциализацию широкого спектра приложений ТГц диапазона.Недорогие, гибкие и маломощные терагерцовые излучатели«Традиционные методы генерации терагерцовых волн, такие как возбуждение электрооптических кристаллов или фотопроводящих антенн, часто требуют дорогих и громоздких высокомощных лазеров или чрезвычайно дорогих и сложных процессов изготовления устройств.
ТГц излучатели нашей команды показали лучшие характеристики по сравнению с существующими «В то же время мы также разработали процесс изготовления этих новых ТГц излучателей в больших количествах по невысокой цене», — сказал доктор Ву, который является первым автором исследования.Разработанные с использованием металлических тонкопленочных гетероструктур толщиной 12 нанометров, новые источники излучения излучают широкополосные ТГц волны с более высокой выходной мощностью, чем стандартный жесткий электрооптический кристаллический излучатель толщиной 500 микрометров. Кроме того, новые излучатели могут питаться от маломощного лазера, что существенно снижает эксплуатационные расходы.Исследовательская группа также разработала новую недорогую технологию изготовления эмиттеров.
Большая пленка размером с пластину может быть нанесена и впоследствии разрезана на большое количество готовых к использованию устройств, что делает этот метод производства коммерчески масштабируемым. Исследовательская группа также проверила свое устройство на гибких поверхностях и обнаружила, что его характеристики не ухудшились, несмотря на то, что оно подвергалось большой кривизне изгиба.
Двигаясь вперед, команда планирует создать компактную систему спектроскопии с использованием технологии ТГц на основе своих передовых ТГц излучателей. Исследователи также изучают возможность увеличения ТГц излучения для определенных длин волн, что будет полезно для широкого спектра исследований и приложений, связанных с ТГц диапазоном.
Исследовательская группа подала патент на изобретение и надеется сотрудничать с отраслевыми партнерами для дальнейшего изучения различных приложений этой новой технологии.