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微型设备为安全检查和医学成像开辟了新的前景

在斯特拉斯克莱德大学的一项研究中,已经开发出了可以开发为安全的高分辨率成像技术的微型设备,其用途包括帮助医生识别潜在的致命癌症并及早治疗。

该设备使用太赫兹辐射,可以穿透塑料,木材和皮肤等材料。这种辐射形式处于电磁波谱中的红外线和微波之间,不会像其他形式的X射线那样破坏活体组织。

该设备由比人类头发细100倍的纳米线制成。它们可用于新的,安全的成像技术中,其分辨率远高于目前用于检测小肿瘤的超声设备。

来自大学物理系的斯特拉斯克莱德光子学研究所的一组研究人员开发了一种高度精确的微组装技术,可以构建纳米线器件的3D晶格。该团队使用专门的“转移印刷”微装配系统,以纳米级精度将正交尺寸的半导体纳米线结构印刷到金属天线结构上。

这项研究发表在《科学》杂志上,是斯特拉斯克莱德大学,牛津大学和位于堪培拉的澳大利亚国立大学(ANU)合作的结果。

Strathclyde的首席研究员之一Martin Dawson教授说:“看到我们与牛津大学和ANU密友的合作成果在《科学》杂志上发表,这真是令人兴奋。我们开发了新颖的印刷能力过去几年,Strathclyde的半导体纳米结构和微结构,再加上ANU领先的半导体纳米线生长能力和牛津大学先进的光检测概念,都带来了令人兴奋的结果。

“很高兴能与我们的同事合作进行这项工作,我们期待通过合作获得进一步的领先成果。”

斯特拉斯克莱德大学光子学研究所的高级讲师安东尼奥·赫尔塔多博士也是斯特拉斯克莱德领导小组的成员。他说:“建立太赫兹检测系统是一项巨大的挑战,需要斯特拉斯克莱德开发非常精确的纳米加工工艺。这些使我们能够使用ANU的半导体纳米线作为“基石”,将它们顺序集成到牛津大学设计的3D THz探测器中,同时保持组装系统所需的纳米精度,这是功能之间的完美结合,并且不同机构之间进行了出色的协作参与这项工作的团队。”

其他太赫兹辐射系统,例如机场安检扫描仪中使用的系统,都是基于简单的强度检测。但是,可以利用太赫兹辐射像所有电磁波一样包含极化信息(即电磁场在空间中传播的方向)来实现改进的成像技术。

纳米线在设备中的取向允许独立测量具有不同极化的太赫兹辐射,并在紧凑的设备区域内为未来的片上成像系统铺平了道路。

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