Sicherheit durch Graphen

Im Gegensatz zu UV- oder Röntgenstrahlen verändert eine Terahertz-Strahlung nicht die chemische Struktur von Substanzen. Daher wird diese Technologie oft in sicherheitsrelevanten Umgebungen wie der Personenkontrolle am Flughafen, beim Aufspüren von Sprengstoffen oder Drogen, aber z. B. auch in der Laboranalytik, Prozessmesstechnik und in der Qualitätssicherung eingesetzt. Mit einer Billion Schwingungen pro Sekunde können damit Materialien zerstörungsfrei abgetastet werden, um etwa Fehler in Keramiken und Kunststoffen aufzudecken.

Kohlenstoff als Graphen in seiner zweidimensionalen Form besitzt im Gegensatz zu Silicium keinen energetischen Abstand zwischen Valenzband und Leitungsband und kann damit einfallendes Licht mit Wellenlängen größer einem Mikrometer sehr gut absorbieren und detektieren.

Forscher des Instituto de Ciencias Fotónicas (IFCO) in Barcelona konnten nun einen auf Graphen basierenden Terahertz-Detektor herstellen, der in Sachen Geschwindigkeit und Empfindlichkeit alle derzeit erhältlichen Detektoren schlägt. Der Terahertz-Detektor arbeitet bei Raumtemperatur, ist hochempfindlich, sehr schnell, besitzt einen großen Dynamikumfang und breiten Frequenzbereich. So sind zukünftig sehr kostengünstige und stromsparende digitale Kamerasysteme realisierbar, die so günstig wie Smartphone-Kameras sind.

Autor: Dr. Ronald Hinz, Market Intelligence Senior Expert, SVP Deutschland AG
Quelle: Instituto de Ciencias Fotónicas (IFCO), The Barcelona Institute of Science and Technology, Barcelona, Spanien, März 2019