Onderzoekers van het Tokyo Institute of Technology hebben flexibele terahertz-imagers ontwikkeld op basis van chemisch afstembare koolstofnanobuisjes. De bevindingen breiden de reikwijdte van terahertz-toepassingen uit met wrap-around, draagbare technologieën en fotonische apparaten met een groot oppervlak.

Koolstofnanobuisjes (CNT's) beginnen de elektronicawereld stormenderhand te veroveren, en nu heeft hun gebruik in terahertz (THz) -technologieën een grote stap voorwaarts gezet.

Vanwege hun uitstekende geleidbaarheid en unieke fysieke eigenschappen, CNT's zijn een aantrekkelijke optie voor elektronische apparaten van de volgende generatie. Een van de meest veelbelovende ontwikkelingen is hun toepassing in THz-apparaten. Meer en meer, THz-imagers zijn in opkomst als een veilig en levensvatbaar alternatief voor conventionele beeldvormingssystemen voor een breed scala aan toepassingen, van luchthavenbeveiliging, voedselinspectie en kunstauthenticatie voor medische en omgevingsdetectietechnologieën.

De vraag naar THz-detectoren die real-time beeldvorming kunnen leveren voor een breed scala aan industriële toepassingen heeft geleid tot onderzoek naar goedkope, flexibele THz-beeldvormingssystemen. Yukio Kawano van het Laboratorium voor Toekomstig Interdisciplinair Onderzoek van Wetenschap en Technologie, Tokyo Instituut voor Technologie (Tokyo Tech), is een wereldberoemde expert op dit gebied. in 2016, bijvoorbeeld, hij kondigde de ontwikkeling aan van draagbare terahertz-technologieën op basis van koolstofnanobuisjes met meerdere arrays.

Kawano en zijn team hebben sindsdien de THz-detectieprestaties onderzocht voor verschillende soorten CNT-materialen, als erkenning voor het feit dat er veel ruimte voor verbetering is om te voldoen aan de behoeften van toepassingen op industriële schaal.

Nutsvoorzieningen, ze rapporteren de ontwikkeling van flexibele THz-imagers voor CNT-films die kunnen worden verfijnd om de prestaties van de THz-detector te maximaliseren.

Hun bevindingen publiceren in ACS toegepaste nanomaterialen , de nieuwe THz-imagers zijn gebaseerd op chemisch instelbare halfgeleidende CNT-films.

Door gebruik te maken van een technologie die bekend staat als ionische vloeistofgating, de onderzoekers toonden aan dat ze een hoge mate van controle konden krijgen over sleutelfactoren die verband houden met de prestaties van de THz-detector voor een CNT-film met een dikte van 30 micrometer. Deze dikte was belangrijk om ervoor te zorgen dat de imagers hun vrijstaande vorm en flexibiliteit zouden behouden, zoals weergegeven in figuur 1.

"Aanvullend, " zegt de ploeg "we hebben poortvrije Fermi-niveau-afstemming ontwikkeld op basis van doteringsoplossingen met variabele concentratie en een op Fermi-niveau afgestemde pn-junctie CNT THz-imager gefabriceerd." In experimenten met dit nieuwe type imager, de onderzoekers bereikten een succesvolle visualisatie van een metalen paperclip in een standaard envelop (zie figuur 2.)

De buigbaarheid van de nieuwe THz-imager en de mogelijkheid van nog verdere fijnafstemming zullen het assortiment op CNT gebaseerde apparaten dat in de nabije toekomst zou kunnen worden ontwikkeld, uitbreiden.

Bovendien, goedkope fabricagemethoden zoals inkjetcoating kunnen THz-beeldvormingsapparaten met een groot oppervlak gemakkelijker beschikbaar maken.