Nieuwe kwantumsensor detecteert individuele lichtdeeltjes

Onderzoek & Wetenschap 7/03/2019 17:43:40

De sensoren, ontwikkeld door onderzoekers van de Technische Universiteit in Eindhoven en de Universiteit van Waterloo in Canada, zijn zijn gebaseerd op halfgeleidende nanodraadjes.

Lees hieronder verder   
Verwant

Karel Proesmans wint prestigieuze ‘Early career prize’

Rekenmethode om nano-mikadodoosjes te ontwerpen voor fotonica

Analyse genoomsequentie kan sneller en goedkoper

Oplichtende nanodeeltjes vertonen opvallend gedrag

AcademicLabs connecteert Europese en Japanse wetenschappers

Nieuw gen ontstaat in lab TU Delft onderzoekers

>> Meer verwant nieuws
Carrièrekansen (meer)
Agenda

Navingo Career Event

RDM Rotterdam – Onderzeebootloods

donderdag 23 mei 2019

COMSOL Day

imec - Leuven

donderdag 23 mei 2019

Electrical Safety in industrial installations

Pilz Zonhoven

dinsdag 4 juni 2019

Ceci n'est pas un congres

Brussels Expo

dinsdag 4 juni 2019

Overzicht van HL7/IHE/DICOM

BluePoint Brussels (Agoria Academy)

dinsdag 4 juni 2019

Energie Platform Vlaanderen

Antwerp Expo

dinsdag 4 juni 2019

Keuze van de redactie

(20/5) Jobbarometer van de chemie en life sciences staat op groei

(20/5) Elia installeerde met succes eerste stopcontact op zee (+video)

(15/5) Volvo Car Gent gaat batterijen elektrische wagens produceren

(15/5) Farma- en biotechsector plant eigen opleidingscentrum

(13/5) Vlaanderen investeert 8 miljoen euro in alternatieven voor vrachtvervoer

(13/5) Knelpuntsectoren zoeken 18.200 hooggeschoolde profielen

>> Meer blikvangers

ENGINEERINGNET.BE - Met deze sensoren kunnen afzonderlijke lichtdeeltjes met een hoge snelheid, tijdsresolutie en efficiëntie worden gedetecteerd, over een ongekend breed spectrum, van ultraviolet tot nabij-infrarood.

Hoofdonderzoeker Michael Reimer, Universiteit van Waterloo: “Een sensor moet heel efficiënt licht kunnen detecteren. Bij toepassingen als een kwantumradar, bewakingscamera’s en nachtelijke operaties, bereiken maar heel weinig lichtdeeltjes (fotonen) het apparaat. In dat soort gevallen wil je elk foton dat binnenkomt, ook zien”.

De onderzoekers hebben een raamwerk van taps toelopende nanodraadjes gemaakt dat fotonen omzet in een elektrische stroom die kan worden versterkt en gedetecteerd. De sensor is zo snel en efficiënt dat hij een enkel foton kan absorberen en detecteren. Bovendien is hij na enkele nanoseconden weer klaar om het volgende foton te absorberen.

De onderzoekers ontdekten dat de optische kwaliteit toenam als de nanodraadjes werden ge-etst, in plaats van ze van de grond af aan te laten groeien. De zogeheten donkerstroom kon op die manier drastisch worden verlaagd, met als resultaat een uitzonderlijk goede signaal-ruisverhouding. Reimer en zijn team hebben de quantumsensor vervolgens verder ontwikkeld.

Erik Bakkers, TU/e: “We hebben met nanodraadjes heel efficiënte zonnecellen ontwikkeld om zonlicht om te zetten in stroom. Michael Reimer is actief op het gebied van kwantumoptica, en heeft een paar van die cellen meegenomen naar Canada en laten zien dat ze ook heel geschikt zijn om afzonderlijke fotonen te detecteren. Dat hadden we eerlijk gezegd niet verwacht.”

De quantumsensor met zijn robuuste enkele-foton-detectie heeft tal van mogelijke toepassingen. Denk aan remote sensing, het maken van hogesnelheidsopnamen vanuit de ruimte en lange-afstandsbeelden met een hoge 3D-resolutie, en de detectie van singletzuurstof bij het monitoren van kankermedicijnen.

Het raamwerk van halfgeleidende nanodraadjes bereikt zijn grote snelheid, tijdsresolutie en efficiëntie door de kwaliteit van het materiaal en optimalisatie van de vorm en de opstelling van de nanodraadjes.

De sensor detecteert een breed lichtspectrum met hoge efficiëntie en tijdsresolutie, en dat alles bij kamertemperatuur. De onderzoekers benadrukken dat de spectrumabsorptie nog verder kan worden verbeterd met andere materialen.

Reimer: “Wij hebben nanodraadjes van indiumfosfide gebruikt. Gebruik je in plaats daarvan bijvoorbeeld indiumgalliumarsenide, dan rek je de bandbreedte op naar telecommunicatie-golflengtes, met net zulke goede prestaties.”

Zodra het prototype is uitgerust met de geschikte elektronica en draagbare koeling, kan de sensor buiten het laboratorium worden getest. << (Guy Leysen) (bron: TU/e) (foto: University of Waterloo)


Leestip
Tapered InP nanowire arrays for efficient broadband high-speed single photon detection.
Sandra­ J. Gibson, Brad­ van­ Kasteren, Burak ­Tekcan, Yingchao ­Cui, Dick­ van­ Dam, Jos­ E.­ M.­ Haverkort, Erik­ P. ­A. M­. Bakkers and Michael ­E.­ Reimer. Nature Nanotechnology.

Abonneer op onze nieuwsbrief

Reageer of publiceer aanvullende informatie
Mis ook dit niet...

Met Beckhoff naar Industrie 4.0 - advertorial

Bij Beckhoff Automation op de Hannover Messe schetterde het reuzenscherm het uit: xPlanar, Flying Motion, … maar zoveel meer ontwikkelingen sterken er het Industrie 4.0 en IoT-aanbod.

Jan De Nul Group laat nieuw ‘groen’ baggerschip te water

Sleephopperzuiger Sanderus werd uitgerust met een uitgekiend systeem voor de behandeling van uitlaatgassen en ging onlangs te water op de Keppel Offshore & Marine scheepswerf in Singapore.

Icometrix haalt 16 miljoen euro aan kapitaal op

De software van deze spin-off van UAntwerpen, KU Leuven, UZA en UZ Leuven, detecteert en meet klinisch relevante informatie in CT en MRI scans van de hersenen.

Allgro neemt nieuwe waterzuiveringsinstallatie in gebruik

De installatie zuivert afvalwater tot het de kwaliteit van drinkwater heeft, zodat het opnieuw geschikt is als proceswater. Het bedrijf halveert hiermee de waterbehoefte.

Groot lek in Intel-processoren legt gevoelige informatie bloot

De Vrije Universiteit Amsterdam heeft een groot lek ontdekt in chips van Intel, waardoor het mogelijk is om wachtwoorden en andere gevoelige informatie te lekken uit andere programma's.

Autec lanceert Compact radiografische zender - techniek

De nieuwe Autec Compact is een krachtige, vrij configureerbare radiografische zender en wordt ingezet voor het op afstand bedienen van toren- en overloopkranen, hydraulische opstellingen, ...

Meer jus voor Antwerpse zonneboot (+fotoreportage)

De vernieuwde UAntwerp Solar Boat werd in het Kattendijkdok aan het Antwerpse Havenhuis te water gelaten. De zonneboot kreeg een update, wat tot een krachtigere boot leidde.

Nieuw overlegplatform behartigt belangen Belgische dronesector

Om de sector te steunen in haar ontwikkeling, is de Belgian Civil Drone Council opgericht, een nationaal overlegplatform dat betrokken actoren uit de publieke en privé-sector samenbrengt.

Schneider Electric breidt UPS-productlijn uit met Galaxy VS

Schneider Electric introduceert de Galaxy VS. Deze zeer efficiënte, modulaire, driefase Uninterruptible Power Supply (UPS) met capaciteiten van 10-100 kW is eenvoudig te installeren. De UPS is ontwikkeld om aan de kritieke vermogensvereisten in IT-, commerciële of industriële omgevingen te voldoen. >>

Partners