צוות חוקרים מאוניברסיטת תל אביב פיתח שיטה חדשה של ייצור ושליטה בגלי טרה-הרץ כדי לזהות תרופות מזויפות, חומרי נפץ מרחוק וכן כדי לבצע בדיקות דימות רפואיות בקרינה לא מייננת. ממצאי המחקר יוצגו בתחילת החודש הבא, בכנס הבינלאומי לאופטיקה ­PHOTONICS WEST שייערך בסן פרנסיסקו. במהלך 2019 פורסמו הממצאים בשני כתבי עת – nature communications ו-Nano Letters.

עבודת המחקר נעשתה במעבדה לננו-אלקטרואופטיקה במחלקה לאלקטרוניקה פיזיקלית באוניברסיטת תל אביב, בראשות פרופ' טל אלנבוגן, על ידי הסטודנטים שי קרן-צור ומאי טל ובשיתוף פרופ' דניאל מיטלמן מאוניברסיטת בראון בארה"ב וד"ר שר-לי פליישר מבית הספר לכימיה באוניברסיטת תל אביב.

פרופ' אלנבוגן מסר אתמול (ב'): "גלי טרה-הרץ הם גלים אלקטרומגנטיים באורכים קצרים מגלי מיקרו וארוכים מגלים בתחום האינפרה-אדום. הקהילה המדעית יודעת שנים רבות שיש חשיבות גדולה לגלים האלקטרומגנטיים בתחום הטרה-הרץ עקב האינטראקציה הייחודית שלהם עם חומרים. ניתן להשתמש בגלים אלה כדי לזהות באופן מדויק חומרים שונים. בנוסף, הם יכולים לעבור דרך חומרים ועצמים שנראים אטומים עבור אורכי גל אחרים, כך שניתן להשתמש בגלי טרה-הרץ על מנת לגלות עצמים נסתרים והרכבם. למרות החשיבות הגדולה של גלי הטרה-הרץ, היכולת לייצר ולשלוט בהם מוגבלת מאוד ביחס לתחומי הקרינה האחרים".

במחקר החדש נעשה שימוש במשטחים מהונדסים בסקאלה ננו-מטרית - מטא-משטחים - המאפשרים ייצור ושליטה בגלי טרה-הרץ. המשטחים יוצרו במרכז הננוטכנולוגיה באוניברסיטת תל אביב, בשיטות מתקדמות.

החוקרים יצרו משטחים מרוצפים באנטנות ננו-מטריות מזהב (ננומטר שווה ערך למיליארדית המטר), הקולטות ביעילות אור מלייזרים בעלי פולסים קצרי-זמן מאוד ובתהליך המרת האנרגיה הן משדרות במקומם פולסים בטרה-הרץ. על ידי שליטה באנטנות על גבי המטא-משטח הראו החוקרים שניתן לעצב את צורתו המרחבית והזמנית של פולס הטרה-הרץ, שנוצר בצורה שלא ניתנת להשגה באמצעים הקיימים עד כה.

פרופ' אלנבוגן: ״היכולת לשלוט באופן מושלם בצורה המרחבית ובמאפיינים נוספים של גלי טרה-הרץ מאפשרת יישומן ופיתוחן של שיטות דימות מתקדמות, מיקרו-סקופיה וספקטרוסקופיה חדשות, כך לזהות מרחוק וללא שימוש בבדיקות מעבדה כימיות הרכב של חומרים שונים ואת המבנה המרחבי שלהם וכך יתאפשר גם זיהוי תרופות מזויפות בקלות וכמו כן גם  זיהוי חומרי נפץ".

בשל חשיבות המחקר הוא קיבל מימון מה-ERC, מועצת המחקר של האיחוד האירופאי ומשרד המדע והטכנולוגיה (באופן חלקי).