Ein neues Forschungsprojekt an der Bergischen Universität Wuppertal legt den Grundstein für eine neue Klasse von hochauflösenden Terahertz (THz) Kameras. Das auf drei Jahre angelegte Vorhaben wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft im Rahmen des Schwerpunktprogramms 2314 INTEREST mit fast 730.000 Euro gefördert. Beteiligt sind die Professoren Daniel Neumaier (Lehrstuhl für Personalisierte Mobile Sensorsysteme), Ullrich Pfeiffer (Lehrstuhl für Hochfrequenzsysteme in der Kommunikationstechnik) und Thomas Riedl (Lehrstuhl für Elektronische Bauelemente), deren Forschungsarbeiten unter dem Dach des interdisziplinären Zentrums Wuppertal Center for Smart Materials & Systems (CMS@S) angesiedelt sind.
Terahertz-Kameras sind ein relativ neues Forschungsfeld. Anwendung finden sie beispielsweise in den Bereichen zerstörungsfreie Materialanalyse, Medizin- oder Sicherheitstechnik. „Bei konventionellen THz Kameras ist der Detektor-Chip eben und es gelingt nicht, den ganzen Chip aufgrund der Aberration der verwendeten optischen Linse als Ganzes in den Fokus zu setzen“, erklärt Prof. Dr. Daniel Neumaier. Dies limitiere die maximale Größe und somit auch die maximale Auflösung der THz Kameras. Silizium basierte THz Kameras haben aktuell lediglich 1024 Bildpunkte, während bei optischen Kameras mehrere 10 Millionen Bildpunkte Standard sind.
Das finale Ziel des Forschungsvorhabens LATINO ist die Realisierung von THz-Bildsensoren auf einer mechanisch flexiblen Folie, wodurch der ganze Bildsensor in den Fokus gesetzt werden kann. Dazu sollen flexible THz-Detektoren aus dem zweidimensionalen Material Graphen mit einer Dünnschichtelektronik basierend auf Metall-Oxid-Halbleitern kombiniert werden. „Die mechanische Flexibilität ermöglicht es, den Sensorchip in eine konvexe Form zu bringen und somit sämtliche Bildpunkte auf großer Fläche in den Fokus der THz Optik zu rücken“, so Prof. Dr. Ullrich Pfeiffer. Durch diesen Ansatz lässt sich die Auflösung von Systemen zur THz Bildgebung erhöhen. „Damit legen wir den Grundstein für eine neue Klasse von hochauflösenden Terahertz-Kameras, die die Grenzen der herkömmlichen Silizium-CMOS-Technologie deutlich überschreitet und neue Anwendungen ermöglicht“, sagt Prof. Dr. Thomas Riedl.
Beitragsfoto: Legen mit ihrem Forschungsprojekt LATINO den Grundstein für eine neue Klasse von hochauflösenden Terahertz (THz) Kameras (v.l.n.r.): Ullrich Pfeiffer, Thomas Riedl und Daniel Neumaier.