Strålning från många delar av det elektromagnetiska spektrumet har utnyttjats för extremt fördelaktigt bruk, inom så olika områden som medicin, bild och fotografi, och astronomi. Dock, terahertz (THz) regionen i spektrumet, ligger mellan mikrovågor och infrarött ljus, har varit relativt underutnyttjad på grund av svårigheter att generera sådan strålning artificiellt och att bygga anordningar för att detektera den.

I ett genombrott inom området för terahertz-detektering, Forskare vid University of Tokyo och kollegor har skapat en termomekanisk anordning som kan känna av strålning i terahertz-området i spektrumet på ett känsligt och snabbt sätt, utan behov av intensiv kylning till kryogena temperaturer som -270ºC. Denna enhet öppnar potentiellt upp en rad nya applikationer för THz-teknologier, som THz-kameror.

I den här studien, redovisas i Journal of Applied Physics , teamet använde värmen som genererades av THz-strålning för att upptäcka den. Specifikt, de skapade en enhet med en liten stråle upphängd över ett gap, som de sedan belade med en resistiv metallfilm [nickel-krom (NiCr) i detta fall]. Denna metallfilm har förmågan att absorbera THz-strålning, som i sin tur överför värme till balken som helhet. Denna temperaturökning gör att strålen expanderar väldigt lite, vilket kan detekteras som en förändring i frekvensen vid vilken strålen vibrerar resonant.

"Med vår dubbelklämda mikroelektromekaniska stråle gjord av galliumarsenid, vi kunde effektivt känna av THz-strålning vid rumstemperatur, ", säger motsvarande författare Kazuhiko Hirakawa. "Denna struktur är särskilt effektiv eftersom den kan upptäcka THz-strålning mycket snabbt, typiskt 100 gånger snabbare än andra konventionella termiska THz-sensorer för rumstemperatur."

Detta nya tillvägagångssätt har en rad fördelar jämfört med befintliga alternativ för detektering av THz-strålning. Det faktum att den kan fungera i rumstemperatur utan behov av kylning gör den lämplig för en rad verkliga tillämpningar. Den är också extremt känslig, upptäcka strålning som orsakar temperaturförändringar så små som en miljondels grad.

"En annan fördel med detta system är att det kan tillverkas med standardmetoder för tillverkning av halvledarenheter, som potentiellt skulle möjliggöra dess inkorporering i massproducerade THz-baserade sensorer och kameror, " enligt huvudförfattaren Ya Zhang. "Vi hoppas att vårt arbete kommer att leda till en explosion av intresse och ytterligare innovation inom detta område."