NANODISPOSITIVI A FREQUENZE TERAHERTZ

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La ricerca si propone di innovare il settore della fotonica e nano-elettronica terahertz con sviluppi di tecnologie di frontiera.
Di Miriam Serena Vitiello, Consiglio Nazionale delle Ricerche, Vincitrice del Premio Sapio Innovazione

La regione dello spettro elettromagnetico nella quale si collocano le onde a frequenze Terahertz (30-3000 um di lunghezza d’onda) corrisponde all’intervallo di energie in cui il campo elettromagnetico oscilla con un milione di milioni di cicli al secondo. Una regione che ha come limite inferiore le microonde, le radiazioni, che sono utilizzate ad esempio nella telefonia mobile o nelle comunicazioni con i satelliti , e, come estremo superiore, il lontano infrarosso, una regione di frequenze che, a sua volta, trova applicazioni pratiche in numerosi dispositivi che realizzano funzioni di controllo a distanza. L’utilizzo delle onde THz è oggi di notevole attrattiva industriale. Infatti, alla trasparenza di molte sostanze altrimenti opache nel visibile si unisce la possibilità di identificare e misurare tramite proprietà spettrali caratteristiche, un gran numero di molecole complesse, anche di origine organica.

Allo stesso tempo, la bassa frequenza della radiazione la rende completamente sicura dal punto di vista della salute e ne facilita l’uso in sistemi di raccolta d’immagine, data la bassa incidenza della diffusione in sistemi disomogenei.

Per questi motivi le attuali ricerche scientifiche si focalizzano principalmente sullo sviluppo di applicazioni legate ai controlli di sicurezza (rivelazione di esplosivi, agenti bio-chimici, oggetti metallici, etc.) o in ambiti bio-medicali (diagnostica del DNA, imaging di tessuti epiteliali, controlli di qualità nei processi farmaceutici) o nel monitoraggio di processi industriali (carta, materiali compositi, materie plastiche, aerospaziale, etc.) o nel campo dei beni culturali (analisi stratigrafica non distruttiva di dipinti). Tra i principali utilizzatori delle suddette tecnologie vi sono: l’industria farmaceutica e meccanica (analisi composizionale di preparati farmaceutici, analisi composizionale e strutturale finalizzata al controllo della qualità), gli aeroporti (controlli di sicurezza su passeggeri e bagagli), i centri di smistamento posta (controlli di sicurezza non invasivi di corrispondenza), i sistemi di comunicazione a distanza, i centri di ricerche biomedicali (diagnostiche tumorali).

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