来源：荷兰埃因霍温理工大学；电子科技大学红外毫米波与太赫兹研究院 张迁 编译

Niels van Hoof 来源：埃因霍温理工大学

    太赫兹辐射的波长约为半毫米，填补了频谱中可见光和无线电波之间的间隙。正如博士候选人尼尔斯•范•霍夫所证明的那样，这种辐射可以很好地为深入测量新材料的电学特性所需的工作提供帮助。他帮助研发了一种独特的太赫兹显微镜，可以完全远程操作——在疫情时很方便。

    从科学的角度来看，太赫兹波处于一个独特的频段：你可以说，它夹在童年和成年之间。或者更确切地说，它的波对电子学来说太短了，对物理学来说也太长了。鉴于此，物理学家Niels van Hoof（应用物理学）在Jaime Gómez Rivas领导的表面物理学小组完成了他的博士工作，他也与电气工程学院Marion Matters教授领导的小组达成合作

    Niels van Hoof表示“这两个领域相互交叉，又都有各自的特点和术语，这就使太赫兹辐射的应用十分独特。同时两个团队合作期间也研发了一个副产品，TeraNova，也正在逐步实现商业化”。

    安检

    在实验室之外，太赫兹在机场的安检方面有很大的优势。Niels van Hoof表示许多物体对太赫兹波都是可穿透的。但太赫兹波可以很容易找到金属物体，因为它们能导电。这个特性使得太赫兹辐射非常适合探测武器。

    这种对电导率的敏感性也使得太赫兹辐射有另一个更重要的应用：研究实验室的新材料，各种奇特的结构，如纳米线，它们因为有特殊的结构和材料而表现出特殊的电磁特性。

    要分析这些新材料，我们可以用近场光谱学放大观察。这种方法已经在光显微镜中成功地使用了半个世纪，它可以做到超分辨率成像。

    表面

    “通过将这种技术应用于太赫兹频段，我们可以探测到远小于波长的结构表面的电场，” Niels van Hoof说。“这使我们能够达到3到10微米的分辨率。”在测量装置中，使用太赫兹脉冲照明，同时样品以10微米的速度移动。“这使我们能够测量局部电场的时域信号。我们利用这些信息来观察材料特性。

    Niels van Hoof表示：像这样的测量用可见光来做很困难，所以在光学领域只能用模拟来验证，而太赫兹可以实际测量。这个系统的好处是它的测量是可变的；这意味着，也可以观察更小的结构和更高的频率时，。所以我们用太赫兹显微镜也可以测量电磁光谱的其他频段。

    激光脉冲

    Niels van Hoof的研究领域也涉及材料，包括一种由松散编织的银纳米线制成的材料。他解释说：“这种材料可以制成便宜、透明的电极，用于柔性塑料太阳能电池。虽然我们用显微镜看不到任何单独的纳米线，但我们可以确定相关的电学特性。我和DIFFER一起在这方面研究过，他们研发了这种材料。”

    作为第二个研究领域，他研究了半导体材料的纯度。“你可用低强度的激光脉冲上材料以通过测量保持导电的时间来确定这种纯度。时间越长，材料就越纯净。这对半导体行业来说是一个十分重要的手段。我们已经设计出了一种无损检测的方法并申请了专利。”

    远程操作

    同时Niels van Hoof研发的测量装置还有一个优势，可以通过互联网进行远程操作。正如下面的短片所解释的，这在他研究的最后阶段被证明非常有用；毕竟，这段时间正是新冠疫情的爆发期间。