Waterloon kvanttilaskennan instituutin eli IQC:n (Institute of Quantum Computing) tutkijoiden kehittämä uusi kvanttianturi voi ylittää olemassa olevat teknologiat syövän hoidossa. Anturi lupaa lisäksi merkittäviä edistysaskeleita pitkän kantaman 3D-kuvantamisessa ja syöpähoitojen onnistumisen seurannassa.
Anturit ovat ensimmäisiä laatuaan. Ne perustuvat puolijohdekomponentteihin, jotka pystyvät havaitsemaan yksittäiset valon hiukkaset korkealla ajoitusresoluutiolla, nopeudella ja tehokkuudella ennennäkemättömällä aallonpituusalueella.
Yhteistyössä Eindhovenin teknillisen yliopiston tutkijoiden kanssa kehitetyllä teknologialla on myös mahdollisuus parantaa merkittävästi kvanttiviestintää ja kaukokartoitusta.
- Anturin on oltava erittäin tehokas valon havaitsemiseksi. Tällaisissa sovelluksissa, kuten kvanttitutkassa, valvonnassa, yöaikaisissa operaatioissa, hyvin vähän valon hiukkasia palaa laitteeseen. Näissä tapauksissa halutaan havaita jokainen yksittäinen fotoni, joka tulee laitteeseen, sanoo johtava tutkija Michael Reimer ja IQC:n apulaisprofessori.
Toteutuksessa käytetään katkaistua kartiomaisia InP nanolankojen p-n -liitoksien ryhmiä korkean hyötysuhteen, laajakaistaisen ja suuren nopeuden valoilmaisuun huonelämpötilassa toimivilla rakenteilla. Lyhennetty kartiomainen nanolangan muoto mahdollistaa lavean noin 500 nanometrin kaistanlevyisen, lineaarisen fotovasteen ultravioletti- ja infrapuna-alueella. Tässä ulkoinen kvanttitehokkuus ylittää 85 prosenttia.
Reimerin laboratoriossa suunniteltu seuraavan sukupolven kvanttianturi on niin nopea ja tehokas, että se pystyy absorboimaan ja havaitsemaan yksittäisen fotonin ja päivittymään seuraavaan nanosekunnin aikana.
Kaukomittaus, nopea kuvantaminen avaruudesta, pitkän kantaman korkean resoluution 3D-kuvien hankkiminen, kvanttiviestintä ja yksittäisen hapen tunnistus annostarkkailussa syövän hoidossa ovat kaikki sovelluksia, jotka voisivat hyötyä uudesta kvanttianturista. Reimer korostaa, että taajuuksien absorboitumista voidaan laajentaa entisestään eri materiaaleilla.
- Tämä laite käyttää indiumfosfidi- eli InP-nanolankoja. Esimerkiksi materiaalin vaihtaminen indium-gallium-arsenidiksi (InGaAs) voi laajentaa kaistanleveyttä entisestään tietoliikenteen aallonpituuksiin samalla, kun suorituskyky säilyy, Reimer kertoo.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 11.3.2019
Mitä erikoista sähköajoneuvojen latausportissa on verrattuna perinteisten ajoneuvojen polttoainesuuttimeen? Ensi silmäyksellä ei paljoa, ja siksi latauspistoke sijoitettiin yksinkertaisesti tankin korkin taakse ensimmäisissä sähköautomalleissa. Tämä ei kuitenkaan ole ihanteellinen paikka latausportille, etenkään turvallisuusnäkökohtien osalta.
STMicroelectronics on viime aikoina lisännyt tekoälyä liikeantureihinsa, jotta laskenta rasittaisi järjestelmäprosessoria vähemmän. Nyt yhtiön uusin anturi toimii aina 125 asteen lämpötilaan asti eli se kestää autojen ankaria olosuhteita.
Tallinnassa ruoditaan taas elektroniikkateollisuuden tilaa EEIA:n eli Viron elektroniikkateollisuuden liiton järjestämässä IPC DAY -seminaarissa. Liiton puheenjohtaja Arno Kolk sanoo, että vuodessa markkina on kellahtanut lähes päälaelleen. Huippukasvusta on tultu aikaan, jossa uusia tilauksia ei tule.
