Projektbeschreibung
Ein neues Nanoskop mit einem Graphen-gestützten Halbleiter-Heterostrukturlaser
Die zunehmend hohe Auflösung von Lasern eröffnet neue Blicke auf die winzigsten Objekte – wie etwa die Struktur von Proteinen. Das EU-finanzierte Projekt STAR wird eine solche Technologie für die Bildgebung auf der Nanoskala entwickeln. Sie wird einen neuen Graphen-integrierten Quantenkaskadenlaser nutzen, der bei Terahertz-Frequenzen arbeitet. Das Projekt verfolgt das Ziel, eine kompakte und kostengünstige Lösung bereitzustellen, die in der Lage ist, ohne Einsatz eines externen Detektors amplituden- und phasenaufgelöste Aufnahmen zu machen. Das angestrebte Nanoskop wird Objekte zwischen 40 nm und 100 nm darstellen können. Das Projekt wird einen Prototypen entwickeln und die Technologie auf Messen für kommerzielle Endanwender demonstrieren. Potenzielle Anwendungsbereiche sind die Biologie, Medizin und Materialwissenschaften.
Ziel
‘STAR’ aims to increase the technology readiness level of the state-of-the-art graphene-integrated, miniaturized frequency comb (FC) quantum cascade laser (QCL), operating at terahertz (THz) frequencies, devised under the ERC consolidator grant ‘SPRINT’, and develop a detector-less sensing/imaging demonstrator apt to the translation of this technology to industrial end-users.
The focus is on providing a compact, low-cost, hyperspectral, nanoscale imaging system, which creates amplitude- and phase-resolved images, employing the not-invasive broadband THz-frequency light of a metrological frequency-comb source, without making use of an external detector.
This nanoscope ensures 40-100 nm spatial resolution, >100 times smaller than the THz free-space wavelength, coherent detection and mapping of the THz optical response of materials over the continuous 2-5 THz bandwidth provided by a fully stabilized THz QCL FC, with noise-equivalent-power <10pW/√Hz and fast (
Specific objectives are to manufacture a compact, portable and user-friendly THz hyperspectral nanoscope, validate its core technology with commercial end-users and at trade-shows and evaluate opportunities for THz FC self-detection nanoscopy, identifying novel end-user applications, with a detailed market, IPR and regulatory compliance study. By the end of this programme, I plan to identify a solid exploitation route by directly interacting with THz instrument producers and with targeted commercial end-users.
Pushing forward a solid commercial exploitation route, STAR prospects new directions and long-term impacts on many interdisciplinary fields crossing engineering, biology, medicine, cultural heritage, material science and quantum technology, and in a frontier frequency domain where electronics and photonics find a fascinating convergence.
Wissenschaftliches Gebiet
Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
HORIZON-AG-LS - HORIZON Lump Sum GrantGastgebende Einrichtung
00185 Roma
Italien