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Blick unter die Haut: Gründung eines Terahertz-Zentrums an Uni Regensburg

31.05.2007
Nur Fachleute kennen diese Strahlen bisher, doch sie versprechen viel: Man soll mit ihrer Hilfe durch Kleidung schauen und nach Waffen oder Sprengstoff suchen können, mit einem Blick in den menschlichen Körper sollen Tumore festzustellen sein, Daten sollen sich drahtlos um ein Vielfaches schneller als im bisherigen W-LAN übertragen lassen.

Terahertz-Strahlen sind es, die solch große Hoffnungen wecken und auch die Forscher an der Universität Regensburg zunehmend beschäftigen. Die Fakultät für Physik gründet deshalb ein Terahertz-Zentrum, das dabei helfen soll, diese noch relativ unerforschten Strahlen besser zu verstehen. Am Dienstag, dem 5. Juni, wird es an der Universität Regensburg eröffnet.

"Die Terahertz-Strahlung ist ein hochaktuelles Thema in der physikalischen Forschung", so Professor Sergey Ganichev, der Koordinator des Terahertz-Zentrums (TerZ). "Wir möchten die Grundlagen dieser Wellen besser verstehen und untersuchen, welche Anwendungsmöglichkeiten sich daraus langfristig ergeben." Terahertz-Strahlung (THz) befindet sich im Frequenzbereich der elektromagnetischen Strahlung, dessen Wellenlänge zwischen der des sichtbaren Lichts und dem Mikrowellenbereich liegt. Dieser Frequenzbereich ist besonders interessant für die Festkörper-, Halbleiter-, Astro- und Plasmaphysik. Das neue Zentrum ist eine Koordinationsstelle für die gemeinsame Forschung und vereinigt eine Vielzahl an Laborgeräten, mit deren Hilfe die Regensburger Forschungsgruppen sowie internationale Partner gemeinsam Fortschritte auf dem Gebiet erzielen möchten. "Die meisten unserer Geräte haben unsere Mitarbeiter selbst gebaut. Denn der Markt dafür muss sich erst noch entwickeln, weil das Gebiet so neu ist", so Professor Ganichev.

Terahertz-Wellen sollen nicht nur dabei helfen, grundlegende physikalische Fragen zu beantworten, sondern auch im Alltag zum Einsatz kommen. Im Zuge gestiegener Terrorgefahr wecken besonders mögliche Anwendungen in der Sicherheitstechnik verstärkt Interesse. "Jeder Stoff, der in Terahertz-Frequenz bestrahlt wird, absorbiert die Strahlen unterschiedlich und ergibt deshalb ein charakteristisches Profil. So lassen sich zum Beispiel mitgeführte Plastik-Sprengstoffe und Waffen erkennen, die mit anderen Verfahren derzeit nicht so einfach gefunden werden", so Professor Ganichev. So könne beispielsweise ein unter einer Zeitung mitgeführtes Keramikmesser - eine gefährliche Waffe - leicht erkannt werden. Dieses Prinzip ist vor allem für die Sicherheitschecks an Flughäfen interessant.

Nach dem gleichen technischen Prinzip ließen sich beispielsweise auch Briefe durchleuchten und auf gefährliche Inhalte wie Milzbrand-Erreger untersuchen. "Eine der größten Herausforderungen für einen Einsatz der Terahertz-Strahlen sind derzeit noch die Sender. Diese sind einfach noch zu groß und teuer", so Professor Ganichev. Mit dem Terahertz-Zentrum möchten die Forscher zur Entwicklung von solchen Sendern, Empfängern, Komponenten und Techniken beitragen.

Weitere Einsatzmöglichkeiten der Terahertz-Strahlung liegen in der Medizin. Wegen ihrer deutlich geringeren Energie schaden die Terahertz-Strahlen im Gegensatz zu Röntgen-Strahlen dem Patienten nicht. Im Gegenteil: Aufgrund ihrer unterschiedlichen Konsistenz lassen sich Tumore von gesundem Gewebe unterscheiden. Anzuwenden wären solche Techniken beispielsweise in bildgebenden Verfahren zur Erkennung von Hautkrebs. Weitere Einsatzmöglichkeiten sind in der Materialprüfung denkbar, beispielsweise um die Qualität von Produkten zu sichern, ohne diese dafür zerstören zu müssen.

Mit solchen praktischen und grundlegenden Fragen möchte sich das Terahertz-Zentrum vertieft auseinandersetzen. Die wissenschaftlichen Ziele des TerZ sind damit die Erforschung und Entwicklung der THz-Techniken sowie Grundlagenforschung im Bereich der Spintronik, nichtlinearen Optik, Optoelektronik und chemischen und biologischen Analyse. Da zu erwarten ist, dass im Bereich der Sicherheitstechnik, der Kommunikationsanwendungen oder in der Medizin neue THz-Methoden eine wichtige Rolle spielen werden, soll am TerZ auch die Wechselwirkung der THz-Strahlung mit biologischen Substanzen erforscht werden. Mit insgesamt acht Lasern und spektroskopischen Systemen deckt das Terahertz-Zentrum eine Bandbreite von kleinen bis zu den weltweit höchsten Intensitäten im Terahertz-Bereich ab, die in der Spektroskopie von Festkörpern genutzt werden.

Bereits seit einigen Jahren wird an der Fakultät für Physik der Universität Regensburg am innovativen Gebiet der Terahertz-Physik geforscht. Dies hat bereits zu mehr als 200 Publikationen in etablierten Fachzeitschriften und zahlreichen eingeladenen Vorträgen auf bedeutenden internationalen Konferenzen geführt. Den Grundstein in Regensburg haben die Professoren K. F. Renk und W. Prettl gelegt; der signifikante Fortschritt in den letzten Jahren ist vor allem auf die bewährte intensive Zusammenarbeit der Arbeitsgruppen um die Professoren Sergey Ganichev, Dieter Weiss, Werner Wegscheider, Christian Back, Christian Schüller, Hans Lengfellner, Otto Wolfbeis und Vladimir Mirsky mit ihren modernen Labors sowie auf die breite internationale Kooperation zurückzuführen. Mit Hilfe des Terahertz-Zentrums können diese Gruppen nun unterschiedliche technische Methoden und experimentelle Möglichkeiten miteinander kombinieren und die bereits entstehende internationale Vernetzung effektiver ausbauen.

Die Eröffnung des Terahertz-Zentrums findet am Dienstag, dem 5. Juni, um 16 Uhr im Physik-Hörsaal H 34 der Universität Regensburg statt.

Kontakt:
Prof. Dr. Sergey D. Ganichev
Koordinator des Terahertz-Zentrums:
Universität Regensburg
Tel.: (0941) 943-2050 (Sekretariat: -2071)
Fax: (0941) 943-1657
Email: sergey.ganichev@physik.uni-regensburg.de

Rudolf F. Dietze | idw
Weitere Informationen:
http://www.physik.uni-regensburg.de/forschung/ganichev
http://www.uni-regensburg.de/TerZ

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