Во главе с Адъюнкт-профессором Янгом Хюнсу и доктором Ву Янгом от Отдела Электротехники и Вычислительной техники в Факультете NUS Разработки и Институте Нанонауки и Нанотехнологий NUS, исследовательская группа успешно развивала высокоэффективную и малую мощность, которую стимулируют эмитентами THz, которые могли выпускаться серийно по низкой цене, обращаясь к критической проблеме для промышленного применения технологии THz. Эти эмитенты THz, которые используются для поколения волн THz, могут также функционировать на гибких поверхностях, не идя на компромисс на работе.Исследовательская группа издала результаты их исследования в научном журнале Advanced Materials 25 января 2017.
Это изобретение было достигнуто в сотрудничестве с исследователями от Института Исследования Материалов и Разработки под Агентством Сингапура для Науки, Технологии и Исследования, а также Университета Tongji в Китае.«Наше изобретение – большой шаг вперед в технологии THz, и мы полагаем, что это значительно ускорит ее применение в различных областях.
Например, в области наблюдения безопасности, наше изобретение может способствовать миниатюризации больших систем THz, которые будут использоваться в обнаружении опасных химикатов и взрывчатых веществ для защиты от враждебных угроз. Доступный и высокоэффективный THz показ устройств мог также улучшить диагноз болезни и принести пользу пациентам. Кроме того, изготовление нашего устройства на гибкой поверхности также открывает много захватывающих возможностей для него, чтобы быть включенным в носимые устройства», объяснил Помощник профессор Янг.Создание волн в терагерце
Волны THz привлекли большое внимание за прошлые два десятилетия, поскольку у них есть многообещающие применения в широком спектре областей от медицины, наблюдения к вычислению и коммуникации. Волны THz, у которых есть длины волны в пределах от десятков микронов к нескольким миллиметрам, занимают место между микроволновыми печами и волнами инфракрасного света в электромагнитном спектре.Будучи неионизирующимися, а также неразрушающим, волны THz могут пройти через непроводящие материалы, такие как одежда, бумага, древесина и кирпич, делая их идеальными для применений в областях, таких как диагноз рака, обнаружение химикатов, наркотиков и взрывчатых веществ, анализа покрытия и контроля качества жареного картофеля интегральной схемы. Однако текущие источники THz – большие, многокомпонентные системы, которые являются тяжелыми и дорогими.
Такие системы также трудно транспортировать, управлять, и поддержать.Следовательно, гибкие, недорогие радиационные источники THz, развитые исследовательской группой потенциально, прокладывают путь к большему принятию технологии THz, и способствуйте коммерциализации широкого спектра заявлений THz.
Недорогая, гибкая и малая мощность, которую стимулируют эмитентами THz«Традиционные методы создания волн THz, такой как посредством возбуждения электрооптических кристаллов или фотопроводящих антенн, часто требуют дорогих и больших мощных лазеров или чрезвычайно дорогих и сложных процессов фальсификации устройства. Эмитенты нашей команды THz показали лучшую работу по сравнению с существующими устройствами во многих аспектах. В то же время мы также развивали процесс фальсификации, чтобы произвести их новые эмитенты THz в больших количествах по низкой цене», сказал доктор Ву, который является первым автором исследования.Развитые использующие металлические гетероструктуры тонкой пленки, которые составляют 12 нанометров в толщине, новые радиационные источники, испускают широкополосную сеть волны THz с более высокой выходной мощностью, чем типичный твердый электрооптический кристаллический эмитент 500 микрометров толщиной.
Кроме того, новые эмитенты могут быть приведены в действие лазером малой мощности, следовательно понизив эксплуатационные расходы существенно.Исследовательская группа также создала новый, недорогой метод фальсификации, чтобы произвести эмитентов. Большой фильм масштаба вафли может быть депонирован и впоследствии нарезан кубиками к большому количеству готовых к использованию устройств, таким образом делая этот производственный метод коммерчески масштабируемым. Исследовательская группа также проверила их устройство на гибких поверхностях и нашла, что его работа не поставилась под угрозу несмотря на то, чтобы быть подвергнутым большому искривлению изгиба.
В дальнейшем команда планирует построить компактную систему спектроскопии, используя технологию THz на основе ее продвинутых эмитентов THz. Исследователи также изучают усиление эмиссии THz для определенных длин волны, которые будут выгодны для широкого спектра THz-связанных исследований и заявлений.
Исследовательская группа подала патент для изобретения и надежд работать с промышленными партнерами, чтобы далее исследовать различные применения этой новой технологии.