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Veröffentlicht am 17.01.2012 10:31:02
Darmstadt (pte014/13.01.2012/12:30) - Ein an der TU Darmstadt entwickelter Terahertz-Sender erzeugt die höchste Terahertz-Frequenz, die jemals von einem elektronischen Sender erreicht wurde. "Der Sender ist sehr klein und man kann ihn bei Raumtemperatur benutzen", sagt Michael Feiginov vom Institut für Mikrowellentechnik und Photonik der Technischen Universität Darmstadt http://www.mwe.tu-darmstadt.de , gegenüber pressetext. Der neue Sender könnte den Weg ebnen für neue Anwendungen der Terahertz-Strahlung. "Es gibt viele Möglichkeiten der Anwendung", sagt Feiginov. Der Sender ließe sich etwa für eine zerstörungsfreie Materialprüfung oder bei der medizinischen Diagnostik einsetzen.
Die Anwendungen sind vielfältig. Mithilfe einer Strahlung, die alltägliche Materialien wie Kunststoff, Papier, Textilien oder Keramiken durchdringt, ließe sich die Qualität eines Werkstückes zerstörungsfrei prüfen. Man könnte Verbrennungsprozesse in einem laufenden Motor analysieren. Postpakete und Briefe könnten auf gefährliche biologische Substanzen geprüft werden, ohne sie öffnen zu müssen.
Das alles könnte die Terahertz-Strahlung möglich machen. Die Wellenlänge der Terahertz-Strahlung liegt zwischen einem Zehntelmillimeter und einem Millimeter. Im Alltag von Forschung und Entwicklung ist die Terahertz-Strahlung jedoch noch nicht angekommen. Bisher waren Sender und Empfänger von Terahertz-Strahlung zu groß und zu teuer.
Das könnte bald anders werden: Der Sender der Darmstädter Physiker und Ingenieure ist kleiner als ein Quadratmillimeter. Der Herstellungsprozess basiert auf herkömmlicher Halbleitertechnologie. Zudem stellten die Forscher um Feiginov einen neuen Rekord bei der Frequenz auf: Ihre Quelle, eine sogenannte Resonanztunneldiode, sendet mit einer Frequenz von 1,111 Terahertz. "Das ist die höchste Frequenz, die ein aktives Halbleiterbauelement jemals erreicht hat", sagt Feiginov.
Feiginov will den Sender weiterentwickeln. Dadurch könnte die Materialanalyse mithilfe von Terahertz-Strahlung bei einer höheren Auflösung durchgeführt werden als dies mit niedrigeren Terahertz-Frequenzen möglich ist - auf den Bildern wären dann kleinere Details zu erkennen. Dass die RTD-Diode sogar bei Raumtemperatur funktioniert, macht sie noch attraktiver für technische Anwendungen. "Sie könnte zum Beispiel für spektroskopische Untersuchungen an Molekülen dienen, die im Terahertz-Bereich ihre Resonanzen haben", sagt Feiginov.
Das bedeutet, dass Stoffe, die sich bislang der Spektralanalyse entziehen konnten, mit dieser in der Wissenschaft weit verbreiteten Methode im Terahertz-Bereich untersucht werden könnten. Davon könnte unter anderem die Medizin profitieren, etwa indem krankes von gesundem Gewebe im Körper unterschieden wird.
Da aktive Halbleiterbauelemente, zu denen auch der Darmstädter Terahertz-Sender zählt, das Herz moderner Informations- und Kommunikationstechnologien und jedes elektronischen Geräts sind, geht Feiginov von vielen weiteren Anwendungsgebieten aus, die sich heute jedoch noch kaum vorhersagen lassen: "Eine höhere Frequenz der Bauteile würde zu neuen Anwendungen oder Einsatzgebieten bei Computern, Handys und anderen elektronischen Geräten führen", betont der Physiker.
