Project: Lichtopbrengst en energie resolutie van snelle scintillatoren.
Scintillators zijn materialen die gebruikt worden in stralingsdetectors. Een inkomend stralingsdeeltje, bijvoorbeeld een röntgen- of gammafoton, kan in een scintillator geabsorbeerd worden waarna er (soms wel tienduizenden) optische fotonen worden uitgezonden. Dit ‘zichtbare licht’ kan eenvoudig gedetecteerd worden met een lichtsensor dat aan de scintillator gekoppeld is. Het detecteren van zoveel mogelijk optische fotonen is van groots belang. Dit bepaalt zowel de energie- als tijdsresolutie, dat voor vele toepassingen een belangrijk eigenschap is. Scintillators worden om die reden dan ook ingepakt in een materiaal met een hoge reflectiecoëfficiënt, zodat zoveel mogelijk licht op de lichtsensor valt. Het aantal gedetecteerde fotonen (lichtopbrengst) kan bepaald worden met een zogeheten puls hoogtemeting. In dit project wordt de lichtopbrengst bepaald van LaBr3:Ce3+ met Ce3+ concentraties van 5% tot 100% met verschillende inpakmaterialen. Aangezien LaBr3:Ce3+een hygroscopisch materiaal is zal er gewerkt worden in een glovebox. Ook zal de lichtopbrengst bepaald worden als functie van temperatuur tussen 80 en 600 K.Contact: David ter Weele (D.N.terWeele@tudelft.nl)
Project: Glow in the dark
Sommige materialen blijven lichtgeven nadat de excitatiebron (daglicht) is uitgeschakeld. Een bekende toepassing zijn sterretjes op het plafond in een kinderkamer maar ook luminescerende verven en plastics voor vluchtwegaanduiding, veiligheidskleding, verkeersborden en wegaanduidingen maken van deze materialen gebruik. Stel dat je een materiaal kunt ontwikkelen dat erg lang en erg helder nalicht en dat je zo’n stofje kunt koppelen aan een tumorzoeker. Ingespoten in een patiënt geeft het nalichten een mogelijkheid om een afbeelding van de tumor te maken. Maar dan moet de stof wel rood licht uitzenden, want anders komt het niet het lichaam uit. In dit project onderzoeken jullie eerst het afterglow verschijnsel van een bekende afterglow materiaal en daarna van een recent ontdekt materiaal dat rood licht uitzendt. Onderzoeksvragen zijn: Hoe kan je het stofje het beste opladen? Hoe lang blijft het nalichten? Hoe ziet het spectrum eruit? Wat gebeurt er bij hogere temperaturen? In eerste instantie is het wat spelen om het verschijnsel te verkennen. Vervolgens wordt gevraagd langs experimentele weg een kwantitatief antwoord te vinden op bovenstaande vragen.
Contact: Anna Dobrowolska (a.p.dobrowolska@tudelft.nl, english only) en Adrie Bos (a.j.j.bos@tudelft.nl)
Project: Multi-pinhole SPECT
Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT) is een biomedische afbeeldingstechniek waarmee driedimensionale verdelingen van zoekstoffen zo precies mogelijk worden bepaald. De zoekstoffen bestaan uit radioactief gelabelde moleculen die ons iets kunnen vertellen over het functioneren van biologische processen in het lichaam. SPECT kan bijvoorbeeld worden toegepast om kanker op te sporen of de doorbloeding van het hart te bestuderen. In Delft ontwikkelen we nieuwe SPECT systemen met hele hoge resoluties en gevoeligheden waarmee plaatjes van kleine proefdieren, zoals muizen, kunnen worden gemaakt. Deze techniek kan door biologen worden gebruikt om ziektes (zoals kanker) en de werking van de hersenen beter te snappen en om medicijnen te ontwikkelen. Om driedimensionale plaatjes van een object te kunnen maken is het belangrijk dat elke punt in het object vanuit genoeg hoeken bekeken wordt, dat genoeg fotonen vanuit dat punt worden gedetecteerd (gevoeligheid) en dat de positie-informatie van die fotonen goed is (resolutie). Voor veel van de nieuwe SPECT-technieken die wij ontwikkelen is dit nog niet voldoende bestudeerd. Doel van dit project is om een matlab-code te ontwikkelen waarmee nieuwe systemen kunnen worden geëvalueerd.
Contact: Marlies Goorden ( M.C.Goorden@tudelft.nl)
Project: Verbetering van zonnecelefficiëntie met luminescerende dunne films
Verbetering van zonnecel efficiëntie met luminescerende dunne films
Een zonnecel kan energie van het zonlicht omzetten in elektrische energie door de energie van het zonlicht te absorberen. De efficiëntie van dit proces is echter niet heel hoog, tussen de 5 en 20% voor een commerciële cel. De reden hiervoor is dat elke zonnecel een ideale absorptie golflengte heeft en licht van andere golflengtes daardoor matig of in zijn geheel niet kan absorberen. Een manier om de efficiëntie te verhogen is het omzetten van invallend zonlicht naar de ideale absorptie golflengte, voordat het met de zonnecel in aanraking komt. Dit is mogelijk door een luminescerende dunne film bovenop de zonnecel te deponeren. In dit project zullen we films gaan maken vanuit de grondmaterialen calcium, silicium, europium en stikstof. De films moeten atoom voor atoom in elkaar gezet worden en dat doen we met een magnetron sputtering systeem. Om de films te kunnen toepassen moeten we achteraf precies weten wat de samenstelling en de structuur van de films is. Daarom moeten de films gekarakteriseerd worden. Omdat we willen weten of de films luminesceren, meten we ten slotte ook de luminescentie eigenschappen van de films.
Contact: Michiel de Jong (M.deJong-1@tudelft.nl)
Project: supersnelle camera medisch toegepast
In dit project ga je metingen verrichten met een nieuwe supersnelle video camera die met 1 triljard beeldjes per seconde kan filmen. De beeldjes zitten zo kort op elkaar dat je laser pulsen millimeter voor millimeter kan zien bewegen. In dit project ga je onderzoeken of je deze camera kan gebruiken om met infrarood femptoseconde laserpulsen, op een niet invasieve manier, als functie van diepte net onder de huid te kijken. In het filmpje beneden zie je de interactie van een femptoseconde laserpuls met een arm. Als je goed kijkt zie je in het begin geen aderen maar na 15 picoseconde wel. In dit PEP project ga je meer kwantitatieve metingen doen aan fantomen van plastic die dezelfde lichtverstrooiingseigenschappen hebben als weefsel. Affiniteit met MATLAB is hier vereist. Zie ook http://www.vanderkolklab.com/?page_id=719
Contact: Roeland van Elsas (roelandvanelsas@gmail.com) en Erik van der Kolk (e.vanderkolk@tudelft.nl)
