EO

Nanoapparaat kan door muren heen kijken (video)

30 maart 2020 om 11:35 uur

De technologie, die op een chip of een flexibel medium kan worden gemonteerd, zou ooit in smartphones en andere draagbare apparaten kunnen worden geïnstalleerd.

Onderzoekers van EPFL hebben een apparaat op nanoschaal ontwikkeld dat meer dan 10 keer sneller werkt dan de snelste transistors van vandaag en dat het genereren van krachtige terahertz-golven mogelijk maakt. Deze notoir moeilijk te produceren golven zijn nuttig in allerlei toepassingen, variërend van beeldvorming en detectie tot snelle draadloze communicatie. De krachtige picosecondewerking belooft tevens een geavanceerde medische behandelingstechnieken zoals kankertherapie.


De techniek is gepubliceerd in Nature.

 

Terahertz (THz)-golven vallen tussen microgolf- en infraroodstraling in het elektromagnetische spectrum en oscilleren met frequenties tussen 100 miljard en 30 biljoen cycli per seconde. Deze golven kunnen papier, kleding, hout en muren binnendringen en luchtvervuiling detecteren. THz-bronnen beloven revoluties voor beveiliging en medische beeldvorming. Bovendien kan hun vermogen om enorme hoeveelheden gegevens te vervoeren de sleutel zijn tot snellere draadloze communicatie.

 

THz-golven zijn een soort niet-ioniserende straling, wat betekent dat ze geen risico vormen voor de menselijke gezondheid. Op sommige luchthavens wordt de technologie al gebruikt om passagiers te scannen en gevaarlijke objecten en stoffen te detecteren.

 

Hoewel ze veelbelovend zijn, worden THz-golven niet veel gebruikt. Ze zijn namelijk duur en lastig te genereren. Maar nieuwe technologie die door onderzoekers van EPFL is ontwikkeld, kan dat veranderen. Het team van het Power and Wide-band-gap Electronics Research Laboratory (Powerlab), onder leiding van Elison Matioli, bouwde een nanodevice dat extreem krachtige signalen kan genereren in slechts enkele picoseconden - wat krachtige THz-golven oplevert.

 

 Het compacte, goedkope, volledig elektrische nanodevice genereert in een mum van tijd golven van hoge intensiteit uit een kleine bron. Het werkt door een krachtige ‘vonk' te produceren, met een spanning die piekt van 10 V (of lager) tot 100 V binnen een picoseconde. Het apparaat kan deze vonken direct achter elkaar genereren, zodat het elke seconde tot 50 miljoen signalen kan uitzenden. Wanneer het systeem is aangesloten op antennes, kan het krachtige THz-golven produceren en uitstralen.

Het apparaat bestaat uit twee metalen platen die heel dicht bij elkaar liggen, tot 20 nanometer uit elkaar. Wanneer er spanning op wordt gezet, stromen elektronen naar een van de platen, waar ze een nanoplasma vormen. Zodra de spanning een bepaalde drempel bereikt, worden de elektronen vrijwel onmiddellijk naar de tweede plaat uitgezonden. Deze snelle beweging, mogelijk gemaakt door zulke snelle schakelaars, creëert een puls met hoge intensiteit die hoogfrequente golven produceert.

 

Waar conventionele elektronische apparaten kunnen schakelen met snelheden tot één volt per picoseconde, is het nieuwe nanodevice tot dan tien keer sneller, waarbij het zowel hoogenergetische als hoogfrequente pulsen kan genereren. "Normaal gesproken is het onmogelijk om voor beide variabelen hoge waarden te bereiken", zegt Matioli. "Hoogfrequente halfgeleiderapparaten zijn te klein. Ze kunnen maar een paar volt aan. Krachtige apparaten zijn te groot en te traag om terahertz-golven te genereren. Onze oplossing was om het oude plasmaveld opnieuw te bekijken met de modernste fabricagetechnieken op nanoschaal om een nieuw apparaat voor te stellen dat die beperkingen omzeilt."

 

 

Gerelateerd nieuws

VS 3D-printen reactorkern

Amerika 3D-print reactorkern "(video)

Onderzoekers van het Oak Ridge National Laboratory van het Amerikaanse Department of Energy hebben een metalen reactorkern ge-3D-print. Over twee jaar willen ze de gehele reactorproductie hebben gemoderniseerd.

Covid-ventilator met Sigmatek technologie

Covid-ventilator met Sigmatek technologie

Hage Speciaal Machinebouw en Hage3D hebben een drukgestuurde ventilator voor noodsituaties ontwikkeld, met de moderne besturingstechnologie van Sigmatek. De Hage Respirator heeft met succes alle testfasen afgerond en is…

Coherente Lidar op lange afstand versnellen

Coherente Lidar op lange afstand versnellen

Onderzoekers van EPFL hebben een nieuwe manier gevonden om Lidar-motoren te versnellen door fotonische circuits te gebruiken. Moderne 3D Lidar-sensoren combineren een hoge laterale / verticale en radiale resolutie. Ze…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Product van de maand

RSS
MVK Fusion - 3 modules in 1

Murrelektronik introduceert een PROFINET/PROFIsafe module welke drie basisfuncties in één module verenigt:

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

B&R Industriële Automatisering BV *
B&R Industriële Automatisering BV *

Perfection in Automation

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Ringspann Benelux BV
Ringspann Benelux BV

Partner in aandrijf- en opspantechniek

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

16 juni 2020, online

Power Electronics event

Het doel van dit event is de diversiteit van toepassingen, innovaties en kennis te presenteren op het...

16 juni 2020, Veldhoven

Business Software Event 2020

‘Boost your business with connected software & smart data’. Dat is het thema van het Business...

17 juni 2020, Vianen

Industrial Ethernet Event

Hoe kun je het maximale uit Industrial Ethernet halen?

Meer agendapunten »