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

Advanced Engineering

Flanders Expo Gent

van 22/05/2019 tot 23/05/2019

Practical training: EN ISO13849-1

Pilz Zonhoven

woensdag 22 mei 2019

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

Keuze van de redactie

(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

(9/5) Primeur: Posetron gaat ‘Nearly Off Grid’

(9/5) Imec bluetooth sleutel voorkomt autodiefstal

>> 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...

Interreg Vlaanderen-Nederland investeert 1,7 miljoen euro in duurzaamheid

Het project GREENER is gericht op de ontwikkeling van een biogebaseerde vervanger voor polyacrylzuur en RESANAT experimenteert met natuurlijke saneringstechnieken op verontreinigde gronden.

Volvo Car Gent gaat batterijen elektrische wagens produceren

Volvo Car Gent is gestart met de bouw van een gloednieuw fabrieksgedeelte, waar batterijen voor elektrische wagens zullen worden samengesteld. Een belangrijke investering voor deze fabriek.

Internationale prijzen voor Antwerpse duurzaamheidsprojecten

Twee Antwerpse duurzaamheidsprojecten zijn bekroond met een prijs op de Guangzhou 2019 World Ports Conference in China, tijdens de eerste IAPH World Ports Sustainability Awards.

Kennametal introduceert nieuwe generatie tangentieel schouderfrezen - techniek

Kennametal kondigt haar nieuwe Mill 4-12KT aan, de volgende generatie tangentiële schouderfrezen, die hoogwaardige oppervlakken produceert voor bijna alle toepassingen in staal en gietijzer.

Farma- en biotechsector plant eigen opleidingscentrum

Het allereerste specifieke opleidingscentrum voor de farma- en biotech-industrie in Vlaanderen, ViTalent, komt op het Wetenschapspark in Niel en zou zijn deuren moeten openen in 2021.

Fluoride maakt perovskiet zonnecellen sterker

Onderzoekers van TU Eindhoven, DIFFER, Universiteit Twente en Peking University hebben ontdekt dat een beschermend fluoride-laagje zonnecellen van perovskiet een stuk stabieler maakt.

Zelfrijdende shuttlebus getest op Brussels Airport

De komende dagen maakt de shuttle van constructeur 2getthere naast de terminal enkele demonstratieritten zonder reizigers aan boord. Hierbij wordt de technologie getest in een reële omgeving.

Oprichting Flanders Future Techfund goedgekeurd

De Vlaamse Regering heeft onlangs de ontwerpstatuten van dit nieuwe Flanders Future Techfund (FFTF) goedgekeurd en trekt nu 75 miljoen euro uit voor de oprichting ervan.

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