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HyperSpectral Terahertz neAR-field nanoscope exploiting miniaturized frequency-combs

Descrizione del progetto

Creare un nuovo nanoscopio con un laser semiconduttore a eterostruttura con grafene integrato

I laser sempre più sottili possono offrire nuove modalità per osservare i più piccoli oggetti esistenti, quali le strutture delle proteine. Il progetto STAR, finanziato dall’UE, svilupperà ulteriormente questa tecnica di imaging su nanoscala con la creazione di un laser a cascata quantistica con grafene integrato, in grado di operare su frequenze di terahertz. Il progetto si propone di fornire una soluzione compatta e a basso costo per creare immagini a risoluzione di ampiezza e per fasi singole senza l’impiego di un rilevatore esterno. Il nanoscopio risultante potrà produrre immagini di oggetti di dimensione compresa tra 40 e 100 nm. Il progetto svilupperà un prototipo e dimostrerà la tecnologia di fronte ai consumatori finali in occasione di fiere di settore. La soluzione potrebbe trovare utilizzo in ambiti quali la biologia, la medicina e la scienza dei materiali.

Obiettivo

‘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.

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-AG-LS - HORIZON Lump Sum Grant

Istituzione ospitante

CONSIGLIO NAZIONALE DELLE RICERCHE
Contribution nette de l'UE
€ 150 000,00
Indirizzo
PIAZZALE ALDO MORO 7
00185 Roma
Italia

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Regione
Centro (IT) Lazio Roma
Tipo di attività
Research Organisations
Collegamenti
Costo totale
Nessun dato

Beneficiari (1)