Nos EUA, eles criaram uma câmera terahertz barata – ficará mais fácil ver através das paredes

Pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, da Universidade de Minnesota e da Samsung desenvolveram um novo tipo de câmera terahertz que pode detectar a radiação terahertz rapidamente e com alta sensibilidade em condições ambientais. No futuro, isso levará ao surgimento de dispositivos de digitalização portáteis, para os quais literalmente não haverá paredes, e trarão sistemas de segurança, controle de produtos etc. a um novo nível.

Fonte da imagem: MIT

Equipamentos modernos para registrar a radiação terahertz são volumosos e caros. A energia dos fótons terahertz é tão fraca que são necessárias condições especiais para seu isolamento do ruído, com sensores resfriados a temperaturas criogênicas. Tão barato não pode ser por definição. Ao mesmo tempo, a radiação terahertz pode encontrar muitas aplicações na indústria, na ciência e na vida das pessoas se um dispositivo de massa barato for criado para trabalhar com essa faixa de comprimento de onda, que fica entre as faixas do visível e das micro-ondas. O desenvolvimento de engenheiros americanos com a participação de especialistas da Samsung aproxima este evento.

Um protótipo de uma câmera terahertz barata, criada por engenheiros em laboratório, opera em temperatura ambiente e pressão normal. Além disso, converte a radiação terahertz em luz visível de maneira simples. O segredo do desenvolvimento está nos pontos quânticos, que a Samsung e outros fabricantes de telas estão usando amplamente na produção de TVs e monitores. Os fótons terahertz excitam os pontos quânticos e eles, por sua vez, são facilmente detectados por um sensor de imagem convencional na faixa do visível.

O sensor de radiação terahertz proposto pelos cientistas é um sanduíche: na camada inferior encontra-se uma matriz de linhas paralelas de ouro em nanoescala com fendas estreitas entre elas, uma matriz com pontos quânticos está localizada acima e um sensor de imagem CMOS convencional é colocado ainda mais alto. Tal design é fácil de fabricar em equipamentos modernos, que prometem produção em massa e baixo custo.

Além disso, os cientistas criaram outro tipo de sensor de radiação terahertz, que determina a polarização das ondas terahertz ao passar por um obstáculo. A polarização, por exemplo, é necessária para determinar a natureza e a topologia da superfície do material, além de possibilitar o reconhecimento de um determinado tipo de moléculas no material. A fim de distinguir a polarização com um novo método no sensor, as nanofitas de ouro na camada inferior do detector foram substituídas por nanocírculos de ouro.

Ambas as tecnologias funcionam com sucesso no laboratório e até dão um resultado prático. Agora os cientistas não precisam de caros scanners terahertz para realizar experimentos. O protótipo criado “no joelho” pode lidar com esse trabalho. E tudo ficaria bem, mas o problema da luz de fundo permanece. Hoje, sistemas de muitas fontes de laser são usados ​​para isso, o que também é difícil e caro. Os cientistas prometem resolver esse problema na próxima etapa dos experimentos. Se forem bem-sucedidos, o mundo terá novos testes não destrutivos de produtos, scanners de segurança, analisadores remotos de composição molecular, comunicação sem fio acelerada e muito mais, cuja chave serão os detectores de terahertz produzidos em massa.