Ultraschnelle Cam für elektrische Felder
Universität Bayreuth: Schwingungen bis in den Terahertz-Bereich lassen sich aufzeichnen
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Ultraschnelle Terahertz-Mikroskopie nutzt leuchtende Nanokristalle (Foto: uni-bayreuth.de) |
Bayreuth (pte024/20.01.2022/11:35)
Forscher der Universitäten Bayreuth http://uni-bayreuth.de und Melbourne http://unimelb.edu.au haben ein neues Hightech-Mikroskop entwickelt, das Videos ultraschneller elektrischer Schwingungen bis in den Terahertz-Bereich aufzeichnet. Details wurden in "Light: Science & Applications" publiziert.
Leuchtende Nanokristalle
Das Leuchten von Halbleiter-Nanokristallen macht die bisher verborgenen elektrischen Felder sichtbar, die ultraschnelle elektrische Bauteile antreiben. Das neue Hightech-Mikroskop könnte dafür eingesetzt werden, die treibenden Felder in Nano-Schaltkreisen im laufenden Betrieb zu beobachten - mit einem breiten Anwendungsspektrum.
Im Mikroskop werden Proben der beschichteten Oberfläche durch elektrische Terahertz-Felder angeregt und in kürzester Zeit danach mit Femtosekunden-Laserblitzen abgetastet. Die Auflösung ist extrem hoch: Eine einzelne Schwingung des elektrischen Felds mit einer Frequenz von einer Bio. Hertz kann auf diese Weise registriert und in ein optisches Signal umgewandelt werden. Eine Bio. Hertz entspricht einem Terahertz (THz).
Bowtie-Resonators im Blick
Das aufgenommene Video der elektrischen Felder im Inneren einer Terahertz-Antenne, eines sogenannten Bowtie-Resonators, zeigt die Leistungsfähigkeit. Diese Antennen bilden das Herzstück von THz-Funkverbindungen und ermöglichen die breitbandige Verstärkung ultraschneller Signale. "Wir mikroskopieren die Feldverteilungen in dieser Terahertz-Antenne weit unterhalb der Beugungsgrenze, nämlich mit der Auflösung eines Hundertstels der THz Wellenlänge", so Moritz Heindl, Erstautor der Studie.
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