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    À bas prix, source de rayonnement térahertz flexible pour un dépistage rapide et non invasif

    Les sources de rayonnement THz à faible coût de l'équipe, qui peut être alimenté par un laser de faible puissance, présenter des applications prometteuses en spectroscopie, surveillance de la sécurité, diagnostic de cancer, l'imagerie et la communication. Crédit :Université nationale de Singapour

    Capteurs portables pour la détection d'explosifs, des capteurs portables capables de détecter des agents chimiques, dispositifs compacts pour une identification rapide et précise des défauts dans les puces informatiques ainsi que des puces avancées, des techniques d'imagerie non invasives capables de détecter de minuscules tumeurs pourraient devenir une réalité plus tôt que prévu, car les chercheurs du monde entier étudient activement de nouvelles façons d'exploiter la technologie térahertz (THz). Donner un coup de fouet à cet effort de recherche mondial est une percée technologique majeure dans la technologie térahertz réalisée par des chercheurs de l'Université nationale de Singapour (NUS).

    Dirigé par le professeur agrégé Yang Hyunsoo et le Dr Wu Yang du département de génie électrique et informatique de la faculté d'ingénierie NUS et de l'institut de nanoscience et de nanotechnologie NUS, l'équipe de recherche a développé avec succès des émetteurs THz à hautes performances et à faible puissance qui pourraient être produits en série à faible coût, relever un défi critique pour l'application industrielle de la technologie THz. Ces émetteurs THz, qui sont utilisés pour la génération d'ondes THz, peut également fonctionner sur des surfaces flexibles sans compromettre les performances.

    L'équipe de recherche a publié les résultats de son étude dans la revue scientifique Matériaux avancés le 25 janvier 2017. Cette invention a été réalisée en collaboration avec des chercheurs de l'Institute of Materials Research and Engineering de l'Agence pour la science de Singapour, Technologie et recherche, ainsi que l'Université de Tongji en Chine.

    "Notre invention est un grand pas en avant dans la technologie THz et nous pensons que cela accélérera considérablement son application dans divers domaines. Par exemple, dans le domaine de la surveillance de la sécurité, notre invention peut contribuer à la miniaturisation des systèmes THz volumineux à utiliser dans la détection de produits chimiques dangereux et d'explosifs pour la protection contre les menaces hostiles. Des dispositifs de dépistage THz abordables et performants pourraient également améliorer le diagnostic de la maladie et bénéficier aux patients. Par ailleurs, la fabrication de notre appareil sur une surface flexible ouvre également de nombreuses possibilités intéressantes pour son intégration dans des appareils portables, " a expliqué le professeur Assoc Yang.

    Faire des vagues en térahertz

    Les ondes THz ont attiré beaucoup d'attention au cours des deux dernières décennies car elles ont des applications prometteuses dans un large éventail de domaines allant de la médecine, surveillance à l'informatique et à la communication. ondes THz, qui ont des longueurs d'onde allant de quelques dizaines de microns à quelques millimètres, occupent l'espace entre les micro-ondes et les ondes lumineuses infrarouges dans le spectre électromagnétique.

    Non ionisant et non destructif, Les ondes THz peuvent traverser des matériaux non conducteurs tels que des vêtements, papier, bois et brique, ce qui les rend idéales pour des applications dans des domaines tels que le diagnostic du cancer, détection de produits chimiques, drogues et explosifs, analyse de revêtement et contrôle qualité de puces de circuits intégrés. Cependant, les sources THz actuelles sont grandes, systèmes multi-composants lourds et coûteux. De tels systèmes sont également difficiles à transporter, fonctionner, et maintenir.

    D'où, le souple, Les sources de rayonnement THz à faible coût développées par l'équipe de recherche ouvrent potentiellement la voie à une plus grande adoption de la technologie THz et contribuent à la commercialisation d'un large éventail d'applications THz.

    À bas prix, émetteurs THz flexibles et de faible puissance

    "Méthodes traditionnelles de génération d'ondes THz, comme par l'excitation de cristaux électro-optiques ou d'antennes photoconductrices, nécessitent souvent des lasers haute puissance coûteux et encombrants ou des procédés de fabrication de dispositifs extrêmement coûteux et sophistiqués. Les émetteurs THz de notre équipe ont affiché de meilleures performances par rapport aux appareils existants à de nombreux égards. À la fois, nous avons également développé un procédé de fabrication pour produire ces nouveaux émetteurs THz en grande quantité à faible coût, " a déclaré le Dr Wu, qui est le premier auteur de l'étude.

    Développé à partir d'hétérostructures métalliques en couches minces de 12 nanomètres d'épaisseur, les nouvelles sources de rayonnement émettent des ondes THz à large bande avec une puissance de sortie plus élevée qu'un émetteur à cristal électro-optique rigide standard de 500 micromètres d'épaisseur. En outre, les nouveaux émetteurs peuvent être alimentés par un laser de faible puissance, réduisant ainsi considérablement les coûts d'exploitation.

    L'équipe de recherche a également conçu un roman, technique de fabrication à faible coût pour produire les émetteurs. Un film à grande échelle peut être déposé et ensuite découpé en une grande quantité de dispositifs prêts à l'emploi, rendant ainsi cette méthode de production commercialement évolutive. L'équipe de recherche a également testé leur appareil sur des surfaces flexibles et a constaté que ses performances n'étaient pas compromises malgré une grande courbure de flexion.

    Avancer, l'équipe prévoit de construire un système de spectroscopie compact utilisant la technologie THz basée sur ses émetteurs THz avancés. Les chercheurs étudient également l'amélioration de l'émission THz pour des longueurs d'onde spécifiques, ce qui sera bénéfique pour un large éventail d'études et d'applications liées au THz. L'équipe de recherche a déposé un brevet pour l'invention et espère travailler avec des partenaires de l'industrie pour explorer davantage les diverses applications de cette nouvelle technologie.

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