p Sensores portáteis de mão para detecção de explosivos, sensores vestíveis que podem detectar agentes químicos, dispositivos compactos para identificação rápida e precisa de defeitos em chips de computação, bem como avançados, técnicas de imagem não invasivas que podem detectar tumores minúsculos podem se tornar uma realidade mais cedo do que o esperado, já que pesquisadores ao redor do mundo estão estudando ativamente novas maneiras de explorar a tecnologia terahertz (THz). Dar um grande impulso a este esforço de pesquisa global é um grande avanço tecnológico na tecnologia terahertz alcançado por pesquisadores da Universidade Nacional de Cingapura (NUS). p Liderado pelo professor associado Yang Hyunsoo e pelo Dr. Wu Yang do Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação da Faculdade de Engenharia da NUS e do Instituto de Nanociência e Nanotecnologia da NUS, a equipe de pesquisa desenvolveu com sucesso emissores THz de alto desempenho e baixa potência que podem ser produzidos em massa a baixo custo, abordando um desafio crítico para a aplicação industrial da tecnologia THz. Esses emissores THz, que são usados ​​para a geração de ondas THz, também pode funcionar em superfícies flexíveis sem comprometer o desempenho.

p A equipe de pesquisa publicou os resultados de seu estudo na revista científica Materiais avançados em 25 de janeiro de 2017. Esta invenção foi realizada em colaboração com pesquisadores do Instituto de Pesquisa e Engenharia de Materiais da Agência para a Ciência de Cingapura, Tecnologia e Pesquisa, bem como a Universidade Tongji na China.

p "Nossa invenção é um grande passo em frente na tecnologia THz e acreditamos que isso irá acelerar muito sua aplicação em vários campos. Por exemplo, na área de vigilância de segurança, nossa invenção pode contribuir para a miniaturização de sistemas THz volumosos a serem usados ​​na detecção de produtos químicos perigosos e explosivos para proteção contra ameaças hostis. Dispositivos de rastreamento de THz de alto desempenho e preço acessível também podem melhorar o diagnóstico de doenças e beneficiar os pacientes. Além disso, fabricar nosso dispositivo em uma superfície flexível também abre muitas possibilidades interessantes para que ele seja incorporado em dispositivos vestíveis, "explicou Assoc Prof Yang.

p Fazendo ondas em terahertz

p As ondas THz têm atraído muita atenção nas últimas duas décadas, pois têm aplicações promissoras em uma ampla gama de áreas da medicina, vigilância para computação e comunicação. Ondas THz, que têm comprimentos de onda que variam de dezenas de mícrons a alguns milímetros, ocupam o espaço entre as microondas e as ondas de luz infravermelha no espectro eletromagnético.

p Sendo não ionizante, bem como não destrutivo, As ondas THz podem passar por materiais não condutores, como roupas, papel, madeira e tijolo, tornando-os ideais para aplicações em áreas como diagnóstico de câncer, detecção de produtos químicos, drogas e explosivos, análise de revestimento e controle de qualidade de chips de circuito integrado. Contudo, as fontes atuais de THz são grandes, sistemas multicomponentes que são pesados ​​e caros. Esses sistemas também são difíceis de transportar, operar, e manter.

p Portanto, o flexível, fontes de radiação THz de baixo custo desenvolvidas pela equipe de pesquisa potencialmente abrem o caminho para uma maior adoção da tecnologia THz e contribuem para a comercialização de uma ampla gama de aplicações THz.

p Baixo custo, emissores THz flexíveis e de baixa potência

p "Métodos tradicionais de geração de ondas THz, como através da excitação de cristais eletro-ópticos ou antenas fotocondutoras, frequentemente requerem lasers de alta potência caros e volumosos ou processos de fabricação de dispositivos extremamente caros e sofisticados. Os emissores THz de nossa equipe exibiram melhor desempenho em comparação aos dispositivos existentes em muitos aspectos. Ao mesmo tempo, também desenvolvemos um processo de fabricação para produzir esses novos emissores de THz em grandes quantidades a um custo baixo, "disse o Dr. Wu, quem é o primeiro autor do estudo.

p Desenvolvido usando heteroestruturas de filme fino metálico com 12 nanômetros de espessura, as novas fontes de radiação emitem ondas THz de banda larga com uma saída de potência mais alta do que um emissor de cristal eletro-óptico rígido padrão de 500 micrômetros de espessura. Além disso, os novos emissores podem ser alimentados por um laser de baixa potência, portanto, reduzindo substancialmente o custo operacional.

p A equipe de pesquisa também desenvolveu um romance, técnica de fabricação de baixo custo para produzir os emissores. Um filme em grande escala de wafer pode ser depositado e subsequentemente cortado em uma grande quantidade de dispositivos prontos para uso, tornando este método de produção comercialmente escalonável. A equipe de pesquisa também testou seu dispositivo em superfícies flexíveis e descobriu que seu desempenho não foi comprometido, apesar de estar sujeito a uma grande curvatura de dobra.

p Seguindo em frente, a equipe planeja construir um sistema de espectroscopia compacto usando a tecnologia THz baseada em seus emissores THz avançados. Os pesquisadores também estão procurando aumentar a emissão de THz para comprimentos de onda específicos, o que será benéfico para uma ampla gama de estudos e aplicações relacionados ao THz. A equipe de pesquisa registrou uma patente para a invenção e espera trabalhar com parceiros da indústria para explorar ainda mais as várias aplicações desta nova tecnologia.