Descrizione del progetto
L’integrazione di nanomateriali 2D con la stampa 3D migliora la tecnologia di rilevazione dei terahertz
La banda terahertz dello spettro elettromagnetico è l’ultima regione tuttora in gran parte non sfruttata. Situate tra le lunghezze d’onda delle microonde e dell’infrarosso, le onde terahertz sono di tipo non ionizzante, possono penetrare molti materiali opachi e sono anche in grado di stimolare il movimento molecolare ed elettronico. Queste proprietà le rendono utili in settori quali il rilevamento di esplosivi o armi, lo screening del cancro e l’individuazione di molteplici componenti biologici e chimici in modo non invasivo e innocuo. Fino ad ora, la loro applicazione commerciale è stata ostacolata da difficoltà tecniche che ne limitano le prestazioni e le dimensioni. Con il supporto del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto 3D-AM-TERA sta integrando nanomateriali 2D stimolanti e la stampa 3D ultramoderna per superare le barriere alla diffusione.
Obiettivo
The terahertz (THz) region of the electromagnetic spectrum finds application in different areas such as security checks, biology, detection of drugs and explosives, imaging and astronomy. The state-of-the-art THz detectors lack high sensitivity, fast operation, and portability. The proposed work will explore the possibility of significantly advancing the THz radiation detection process by using 2D MXene materials combining advanced developments in two frontier research areas, 3D printing of 2D materials with dedicated investigation on their ultrafast far-field and near-field THz spectroscopic properties. MXenes are nanometer thick conductive sheets and their interaction with the THz radiation can be strengthened by arranging them into a 3D pattern. To address the concept of novel devices made of MXene sheets with enhanced light-matter interaction, I propose to develop 3D printing technology able to create a sample interaction area with specifically arranged 2D sheets in 3D structures exhibiting complex percolation pathways, where all the atoms will be exposed to the THz light. This will allow maximum photon absorption in the entire photoactive assembly and thereby maximum photocurrent generation.
The project will answer questions of key intrinsic parameters of layered MXenes (attached functional groups, doping, defects) and of the role of the 3D structuring for optimizing the THz response and, ultimately, to what extent the 3D printing of 2D MXenes can fill the THz gap in the development of novel devices.
Campo scientifico
Programma(i)
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
MSCA-IF-EF-ST - Standard EFCoordinatore
182 21 Praha 8
Cechia