Terahertz-Sensor aus Graphen bald massentauglich

Die Bauelemente sind durchsichtig, günstig in der Herstellung und flexibel einsetzbar. [...]

Neue Terahertz-Sensoren  © Boid - Product Design Studio/Chalmers
Neue Terahertz-Sensoren © Boid - Product Design Studio/Chalmers

Gleich zwei Innovationen stecken in einem neuen Terahertz-Sensor, den Forscher an der Chalmers University of Technology entwickelt haben. Er basiert auf Transistoren aus Graphen, einer Matte aus bienenwabenartig angeordneten Kohlenstoffatomen und ist flexibel, sodass er sich beispielsweise in Kleidungsstücke integrieren lässt. Außerdem sind die Sensoren durchsichtig und stören optisch nicht.

Bekannt durch Nacktscanner
Terahertz-Sensoren erfassen elektromagnetische Wellen mit Frequenzen zwischen 100 und 10.000 Gigahertz. Diese Wellen sind am besten bekannt aus den umstrittenen Nacktscannern, die durch die Kleidung hindurchsehen. Sie machen alles sichtbar, was Menschen am Körper versteckt haben, beispielsweise nicht-metallische Waffen, die von normalen Körperscannern nicht bemerkt werden. Terahertz-Wellen können auch als Träger für Informationen genutzt werden. Sie ermöglichen eine vielfach größere Bandbreite als heute genutzte Frequenzen, können also weit mehr Informationen gleichzeitig übertragen. 100 Gigabit pro Sekunde sind möglich.

Terahertz-Sensoren sind trotz jahrelanger Forschungsarbeit noch immer sehr groß und teuer in der Herstellung. Das schwedische Team unter der Leitung von Jan Stake, der das Labor für Terahertz- und Millimeterwellen führt, hat jetzt den Weg hin zu einer massenhaften Anwendung dieser Technik geebnet, da sich die Sensoren zu niedrigen Kosten herstellen lassen. Einer Massennutzung steht damit nichts mehr im Weg.

Verbesserte Krebsdiagnostik
Die Sensoren erfassen Terahertz-Wellen, die von einem entsprechenden Sender ausgestrahlt werden. Sie werden von der Haut reflektiert – und zwar von Bereichen, die von Krebs befallen sind. Die nicht-ionisierenden Strahlen, die gesundheitlich unbedenklich sind, können auch mithilfe von Sonden innere Organe auf Krebsbefall untersuchen. Möglich ist auch die exakte Bestimmung des Ausmaßes von Verbrennungen der Haut. Einsetzbar sind die neuen Systeme auch zur Werkstoffprüfung und als Kameras in autonom fahrenden Autos. Die Entwicklung wurde finanziell im Rahmen der Graphen-Flaggschiff-Initiative der EU gefördert. Sie stellt seit 2016 über mehrere Jahre insgesamt eine Mrd. Euro für die Graphen-Forschung zur Verfügung.

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