Centrum för terahertz materials analys
- Diarienummer
- RIF14-0055
- Start- och slutdatum
- 160101-211231
- Beviljat belopp
- 15 000 000 kr
- Förvaltande organisation
- Linköping University
- Forskningsområde
- Materialvetenskap och materialteknologier
Summary
Syftet med denna ansökan är att vidareutveckla Europas enda Teraherz-ellipsometer och etablera en central anläggning vid Linköpings Universitet: Centrum för beredning och analys av teraherz-material (The Terahertz Materials Preparation and Analysis Center - THeMPAC). Vårt mål är att utöka ellipsometerns användningsområden med en kryostat och supraledande magnet för mätning av den optiskta Halleffekten i ett brett temperaturområde (1.6K till 400K) och varierbart magnetiskt fält (-10T till 10T) i ett utökat frekvensområde, från 0.1THz – 1THz upp till 20THz. Den optiska Halleffekten kan utnyttjas för att på ett kontaktfritt sätt bestämma egenskaper för elektron- och spin-transport i prover med många skikt eller nanoskopiska inhomogeniteter. Detta världsunika instrument kommer att för första gången möjliggöra utforskning av lågexciterade fenomen i fasta och mjuka material som därmed öppnar upp nya forskningsområden inom materialvetenskap, fysik och biovetenskap. Ett laboratorium för datalagring och analys kommer också att etableras för att låta användarna få tillgång till data och mjukvara för analys. Utvecklingen av en öppen anläggning med elektronisk åtkomst får ett särskilt fokus, med en infrastruktur där användare från akademin och industrin kan utbildas och servas. Visionen är att THeMPAC kommer att uppfylla nuvarande och framtida behov av grundläggande och tillämpad forskning inom materialvetenskap, fysik, kemi, biovetenskap, försvar, medicin och ultrasnabb kommunikation.
Populärvetenskaplig beskrivning
The Terahertz Materials Analysis Center (THeMAC) will be world-unique open-access facility that provides user services for characterizing properties and phenomena of materials, devices and substances in the THz (to FIR) regime for the needs of Swedish and international academia and industry. TheMAC will enable Swedish research teams to develop understanding and create new basic knowledge about the THz transport, optical and magnetic properties of materials and device heterostructures that are critically needed for their implementation in various applications. TheMAC will provide invaluable input for the development of next generation energy-efficient ultra-fast electronic transistors. The studies on materials like textiles, plastics, paper, etc. performed at TheMAC will provide materials data in the THz range, which is urgently needed for security scanning applications of harmful or illegal substances. TheMAC will also provide accurate characterization of human skin, needed in order to detect explosives or harmful biological agents hidden by cloth, and also for detection of skin cancer. Furthermore, the TheMAC will enable establishing the transport properties of polymers, and novel materials such as graphene and 2D materials, which are needed for the development of next-generation planar THz transistor technologies and in implementation in low-cost and bio-compatible light emitting diodes and solar cells. Our research will have great impact on the society. It will enable faster wireless communications and data collection, high-speed electronic devices and THz-frequency processors, which will change today’s computation and communication capabilities. It will also tackle some of the most severe societal challenges today – defense and homeland security, renewable efficient energy sources and reducing the energy consumption. Expected impact of this research is also the development of novel methodologies in life sciences, e.g. in vitro to in vivo assays for bio-detection and imaging of tissues and live cells, and improved health-care. Our research will substantially leverage with current efforts in Sweden to bridge the THz gap, which will enable applications in medical imaging, quality control in complex materials such pharmaceutical product, bio-molecular spectroscopy in disease detection, environmental sensing, etc. The research at TheMAC will thus strengthen Sweden's position at the THz scene and help to take a leading role in the ongoing THz race.