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HyperSpectral Terahertz neAR-field nanoscope exploiting miniaturized frequency-combs

Descripción del proyecto

Creación de un nuevo nanoscopio con un láser de heteroestructura semiconductora integrado en grafeno

Los láseres cada vez más finos pueden abrir nuevas vías para observar los objetos más pequeños, como las estructuras de las proteínas. En el proyecto STAR, financiado con fondos europeos, se desarrollarán este tipo de imágenes a nanoescala gracias a la creación de un nuevo láser de cascada cuántica integrado en el grafeno que funciona a frecuencias de terahercios. El equipo del proyecto pretende ofrecer una solución compacta y de bajo coste para crear imágenes con resolución de amplitud y fase sin necesidad de utilizar un detector externo. El nanoscopio resultante podrá tomar imágenes de objetos de entre 40 y 100 nm. El equipo desarrollará un prototipo y demostrará la tecnología en ferias con usuarios finales comerciales. Esta tecnología podría tener usos en biología, medicina y ciencia de los materiales.


‘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.

Institución de acogida

Aportación neta de la UEn
€ 150 000,00
00185 Roma

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Centro (IT) Lazio Roma
Tipo de actividad
Research Organisations
Coste total
Sin datos

Beneficiarios (1)