EMU: Aquisição de uma Plataforma Rápida, Versátil e Compacta de Terahertz no Domínio do Tempo para Aplicações em Espectroscopia e Imagens

• Processo: 23/16742-8
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Infraestrutura - Pequeno Médio Porte
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2024
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2027
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Felix Guillermo Gonzalez Hernandez
• Beneficiário: Felix Guillermo Gonzalez Hernandez
• Instituição Sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Ariano De Giovanni Rodrigues ; Francisco Carlos Barbosa Maia ; Iouri Poussep ; Raul de Oliveira Freitas
• Assunto(s): Imagens Espectroscopia óptica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: espectroscopia de terahertz | espectroscopia óptica no domínio do tempo | Imagens | Terahertz | espectroscopia óptica

Resumo

A banda de terahertz do espectro eletromagnético (1 THz ~ 4.1 meV) cobre desde 100 GHz (3 mm de comprimento de onda) até 10 THz (30 µm). Esta área de difícil acesso tecnológico, localizada entre os mundos da eletrônica e da óptica, permaneceu inexplorada até o desenvolvimento de fontes acessíveis e a introdução da espectroscopia de THz no domínio do tempo (THz-TDS). Desde então, THz-TDS tornou-se uma ferramenta essencial para o estudo de excitações fundamentais na matéria condensada, medidas do índice de refração complexo e da permissividade, assim como da condutividade ótica. Com isto, foi possível aprofundar o conhecimento em física, química e biologia, proporcionando informações valiosas de fenômenos que anteriormente eram desafiadores de se investigar. Pelo lado das aplicações, esta técnica também é um instrumento valioso em campos tão diversos que vão desde a conservação do patrimônio artístico ao controle de qualidade industrial. Com a excepcional vantagem de permitir examinar com precisão e não destrutivamente diversos materiais, THz-TDS desempenha um papel fundamental na pesquisa médica e biomédica, possibilitando a detecção sensível e não invasiva de mudanças em tecidos biológicos e em materiais de interesse médico.A plataforma para THz-TDS solicitada nesta proposta é compacta, rápida e versátil podendo ser facilmente transportada e acoplada em mesas óticas para experimentos complexos em diversos centros de pesquisa, por exemplo, utilizando baixas temperaturas, altos campos magnéticos e outras fontes de luz. A plataforma é compatível também com microscópios de campo próximo para obter alta resolução espacial. Por outro lado, com o uso de acessórios para varredura da amostra ou do detetor, a plataforma pode ser transformada numa ferramenta ideal para imagens em diversas aplicações industriais ainda ausentes no país. Desta forma, o equipamento solicitado vai trazer alto impacto na pesquisa científica básica e inúmeras possibilidades de inovação revolucionária em aplicações industriais. Uma busca, com os termos "THz" ou "espectroscopia terahertz", na biblioteca virtual da FAPESP releva o crescente interesse em anos recentes com um aumento dos auxílios concedidos de grande porte e bolsas em todos os níveis nas diversas áreas do conhecimento básico e da engenharia; fortalecendo assim o apelo para a construção de infraestrutura multiusuário para THz-TDS. Este projeto é apoiado por pesquisadores de centros de pesquisa em THz no estado de São Paulo e sugere o envolvimento de um numero ainda maior de pesquisadores que podem ser beneficiados em outros centros e industrias. (AU)