Terahertzstraling overstijgt eigen golflengte

Straling in het terahertzgebied (10¹² Hz) is te gebruiken om details op nanometerschaal in beeld te brengen. Gezien de golflengte zou je dat niet verwachten maar met een technisch foefje lukt het toch,zo blijkt uit het proefschrift waar de Delftse onderzoeker Nick van der Valk maandag op hoopt te promoveren.

Het grote voordeel van terahertzstraling is dat ze dwars door veel materialen heen gaat, waaronder papier, kunststoffen en textiel. Er geldt echter hetzelfde voor als voor alle andere afbeeldingstechnieken, namelijk dat je geen details ziet die kleiner zijn dan de helft van de golflengte. Bij THz-straling is dat ongeveer eentiende millimeter, veel te veel voor het gros van de life-sciencetoepassingen.

Van der Valk heeft nu het plan bedacht om een kristal van galliumfosfide te bestralen met een bundel THz-golven. In die bundel hang je een scherpe metalen naald, vlak boven het kristaloppervlak. Die naald vervormt zeer plaatselijk de richting van het elektrische veld. Direct onder de punt ontstaat daardoor een heel klein gebied met afwijkende optische eigenschappen.

Leg je ter plekke een monster op het kristal, dan kun je meten hoeveel straling het in dat kleine gebiedje opneemt. Die waarde is een indicatie voor de moleculen ter plekke. Door het kristal te bewegen kunje het hele monster scannen. Zo ver is Van der Valk overigens nog lang niet, maar hij ziet geen fundamentele struikelblokken.

Overigens heeft Van der Valk ook ontdekt dat de voortplanting van THz-golven over metalen draden erg gevoelig is voor de aard van dunne deklagen op het metaaloppervlak. Dit effect is mogelijk te gebruiken om de isolatie van elektriciteitsdraden te testen.

bron: persbericht TU Delft, 24 november 2005