Små enheder lover ny horisont for sikkerhedsscreening og medicinsk billeddannelse

Miniaturenheder, der kan udvikles til sikre, billedbehandlingsteknologi i høj opløsning, med anvendelser som at hjælpe læger med at identificere potentielt dødelige kræftformer og behandle dem tidligt, er blevet skabt inden for forskning, der involverer University of Strathclyde.

Enhederne bruger terahertz -stråling, som kan trænge igennem materialer som plast, træ og hud. Denne form for stråling, der falder mellem infrarød og mikrobølger i det elektromagnetiske spektrum, beskadiger ikke levende væv som andre former som fx røntgenstråler kan.

Enhederne er fremstillet af nanotråde 100 gange tyndere end et menneskehår. De kunne bruges i nye, sikker billeddannelsesteknologi med langt højere opløsning end nuværende ultralydsenheder, der bruges til at detektere små tumorer.

Et team af forskere fra Strathclyde's Institute of Photonics, i universitetets fysiske afdeling, udviklet en meget præcis mikromonteringsteknik til at tillade konstruktion af et 3-D gitter af nanotrådsenheder. Teamet brugte et specialiseret 'overførselstryk' mikro-samlesystem til at udskrive halvleder nanotrådstrukturer, med nanoskala nøjagtighed, i ortogonale mønstre på metalantennestrukturer.

Studiet, offentliggjort i tidsskriftet Videnskab , er resultatet af et samarbejde mellem Strathclyde, universitetet i Oxford, og Australian National University (ANU), med base i Canberra.

Professor Martin Dawson, en af ​​Strathclydes ledende forskere på projektet, sagde:"Det er meget spændende at se dette samarbejdsarbejde med vores nære kolleger i Oxford og ANU udgivet i et så prestigefyldt tidsskrift som Science. Vi har udviklet nye muligheder for udskrivning af halvleder -nanostrukturer og mikrostrukturer på Strathclyde i løbet af de sidste par år og, kombineret med ANUs førende evne til at dyrke halvleder nanotråde og Oxfords avancerede lysdetekteringskoncepter har dette ført til meget spændende resultater.

"Det har været en fornøjelse at indgå i et samarbejde med vores kolleger i dette arbejde, og vi ser frem til yderligere førende resultater fra samarbejdet."

Dr. Antonio Hurtado, en lektor i Strathclyde's Institute of Photonics, som også er en del af Strathclydes lederteam, sagde:"Opbygningen af ​​THz-detektionssystemerne var en stor udfordring, der krævede udvikling på Strathclyde af ekstremt præcise nanofabrikationsprocesser. Disse tillod os at bruge halvleder-nanotråde fra ANU som 'byggesten' til deres sekventielle integration i 3-D THz-detektorer designet i Oxford, samtidig med at den nanometriske nøjagtighed er nødvendig for at samle systemerne. Dette har været en fantastisk kombination af evner og et fantastisk samarbejde mellem de forskellige teams, der er involveret i dette arbejde. "

Andre terahertz strålingssystemer, såsom dem, der bruges i lufthavnssikkerhedsscannere, er baseret på enkel intensitetsregistrering. Imidlertid, forbedrede billeddannelsesteknikker kan implementeres ved at gøre brug af det faktum, at terahertz -stråling, ligesom alle elektromagnetiske bølger, indeholder polarisationsinformation - retningen af ​​de elektromagnetiske felter, når de formerer sig gennem rummet.

Nanotrådenes orientering i enheden gør det muligt at måle terahertz -stråling med forskellige polarisationer uafhængigt og givet det kompakte enhedsareal, baner vejen for fremtidige billedbehandlingssystemer på chip.