Wenn die Star Trek-Crew neue Planeten erkundet, ist der Tricorder unverzichtbar. Der kleine mobile Materialdetektor zeigt an, woraus ein unbekannter Gegenstand besteht. Dieses Science Fiction-Werkzeug könnte mit dem neuen SFB/Transregio MARIE („Mobile Material-Charakterisierung und -Ortung durch Elektromagnetische Abtastung“) Wirklichkeit werden. Die Vision ist, die Grundlagen für einen mobilen kompakten Materialdetektor mit integrierter Sub-Millimeterwellen-Technik (Terahertzstrahlung – Frequenzen mit mehr als einer Billion Zyklen pro Sekunde) zu erforschen.

„Der Vorteil dieser Strahlungsart ist ein Durchdringen dünner Materie, ohne sie zu zerstören oder zu verändern. Neben der Anwendung im biologischen Bereich sind viele interessante Facetten der Materialanalyse im Forschungsfokus“, sagt Prof. Pfeiffer.

Die Wuppertaler Forschergruppe um Prof. Pfeiffer beschäftigt sich im Rahmen des Projekts mit dem Konzept und der Realisierung einer Sende- und Empfangseinheit für die Mehrfarbendarstellung im Terahertzbereich mit nachgeschalteter Breitbandspektroskopie sowie der breitbandigen Entwicklung passiver Bildgebungskomponenten mit Hilfe einer fortgeschrittenen Siliziumtechnologie, die bereits in der Halbleiterindustrie (Entwicklung neuer Rechner- und Smartphone-Komponenten) breite Anwendung gefunden hat.

SFB-Sprecher Prof. Dr. Thomas Kaiser von der Universität Duisburg-Essen: „Die heute üblichen Materialdetektoren sind meist sehr groß und unbeweglich. Wir möchten sie deutlich verkleinern, damit man mit ihnen auch kleine und schwer zugängliche Bereiche erkunden kann. Werden sie dann mobil eingesetzt, sind auch 3D-Materialkarten von Gegenständen und Räumen möglich.“

Der hochsensible Mini-Detektor wird die Materialeigenschaften nahezu beliebiger Objekte bestimmen können, selbst wenn diese nicht direkt sichtbar sind. Das setzt voraus, dass der Detektor sehr hohe Frequenzen bis in den Terahertzbereich verarbeiten und möglichst unverfälscht darstellen muss, um eine solch komplexe Aufgabe sinnvoll zu erfüllen.

Der neue Sonderforschungsbereich ist eine Gemeinschaftsinitiative der Universitäten Duisburg-Essen und Bochum. Federführend sind Prof. Dr. Thomas Kaiser (Sprecher), Leiter des Fachgebiets für Digitale Signalverarbeitung an der Uni Duisburg-Essen und Prof. Dr. Ilona Rolfes, Leiterin des Lehrstuhls für Hochfrequenzsysteme an der Ruhr-Universität Bochum. Neben Wissenschaftlern der Bergischen Universität Wuppertal sind auch beteiligt: Forscher der TU Darmstadt, der Fraunhofer-Institute für Hochfrequenzphysik und Radartechnik (FHR/Wachtberg) sowie für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme (IMS/Duisburg).

Die 14 neuen Sonderforschungsbereiche werden von der DFG ab dem 1. Januar 2017 für zunächst vier Jahre mit insgesamt 117,4 Millionen Euro gefördert. Die Entwicklung an der Bergischen Universität im Rahmen des Sonderforschungsbereichs MARIE wird in der ersten Förderphase mit rund 1,2 Millionen Euro unterstützt.

www.uni-due.de
www.dfg.de
www.ihct.uni-wuppertal.de

Kontakt:
Prof. Dr. Ullrich Pfeiffer
Telefon 0202/439-1451
E-Mail ullrich.pfeiffer[at]uni-wuppertal.de