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Localização de luz: uma maneira para construção de dispositivos fotônicos avançados

Processo: 17/05854-9
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Pesquisador Visitante - Internacional
Vigência: 03 de julho de 2017 - 02 de julho de 2018
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
Pesquisador responsável:Niklaus Ursus Wetter
Beneficiário:Niklaus Ursus Wetter
Pesquisador visitante: Ernesto Jiménez Villar
Inst. do pesquisador visitante: Universitat de València, Espanha
Instituição-sede: Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN). Secretaria de Desenvolvimento Econômico (São Paulo - Estado). São Paulo , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:13/26113-6 - Microusinagem com laser de pulsos ultracurtos aplicada na produção e controle de circuitos optofluídicos, AP.TEM
Assunto(s):Óptica  Emissão da luz  Modelo de Anderson  Intercâmbio de pesquisadores 

Resumo

A localização de Anderson é um dos fenômenos mais interessante da física do estado sólido. Particularmente, a localização da luz (meios espalhadores fortemente desordenados) é uma fronteira aberta de investigação cientifica. A qual além de ser um tópico fundamental, está também poderia apresentar aplicações significativas. Os meios espalhadores têm atraído muita atenção nos recentes anos, focando as pesquisas desde em investigações fundamentais, tais como a localização da luz e outros fenômenos envolvendo a interação entre fótons, até suas potenciais aplicações na energia solar, foto catalizadores, lasers randômicos (RL) e outros dispositivos fotônicos avançados. Em um trabalho anterior, reportou-se várias evidencias experimentais da localização da luz em uma suspensão coloidal composta de nano partículas núcleo-casca (TiO2@Silica) em suspensão etanólica de rodamina 6G (R6G). Foi observado um novo fenômeno de supressão da interação entre os modos localizados do RL, o qual torna este RL em nova fonte de luz. Outro meio espalhador para a localização da luz e a intensificação da interação luz-matéria tem sido as NPs plasmonicas, o qual é mediado pelo fenômeno de ressonância plasmônica superficial localizada (LSPR). Em um recente trabalho Ermakov, Jimenez-Villar et al. demonstrarão um novo método para fabricar nanoestruturas metálicas com tamanho controlado e revestidas de uma camada porosa de sílica (Ag@Silica). A fotoluminescência (PL) destas NPs de Ag@Silica, junto com suas outras propriedades, como pequeno tamanho e baixa toxicidade fazem muito promissórias suas aplicações como marcadores biológicos. A sintonização da frequência de LSPR é interessante na exploração da intensificação superficial do espalhamento raman (SERS) em objetos onde a diminuição da luminescência é indesejável, o qual pode ser evitado pela presencia da casca de sílica. Outra alternativa para aplicação destas NPs de Ag@Silica é a ativação seletiva da atividade antibacteriana irradiada com a frequência do LSPR.O principal objetivo deste projeto é o aprofundamento dos estudos sobre a localização da luz e fenômenos associados, visando desenvolver avançados dispositivos fotônicos. Serão realizados um conjunto de experimentos de transporte da luz, tais como, transmissão coerente, transmissão total, propagação da nuvem de fótones, retro espalhamento coerente, etc. O estudo da intensificação da absorção do índice de refracção e dos processos não lineais serão também objetivos centrais. Assim como serão exploradas suas potenciais aplicações em laser randômicos e em ferramentas de detecção avançadas. A localização da luz em uma suspensão coloidal abre uma grande porta no campo da fotônica, o qual vai desde o desenho e fabricação de novos reatores fotoquímicos, ponderosas ferramentas de detecção, laser randômicos e outros dispositivos fotônicos avançados, até em investigações fundamentais, tais como a natureza quântica da luz. (AU)

Publicações científicas (5)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
WETTER, NIKLAUS URSUS; DA SILVA, DIEGO SILVERIO; PIRES KASSAB, LUCIANA REYES; JIMENEZ-VILLAR, ERNESTO. Improving performance in ytterbium-erbium doped waveguide amplifiers through scattering by large silicon nanostructures. Journal of Alloys and Compounds, v. 794, p. 120-126, JUL 25 2019. Citações Web of Science: 0.
JIMENEZ-VILLAR, ERNESTO; XAVIER, M. C. S.; WETTER, NIKLAUS U.; MESTRE, VALDECI; MARTINS, WELITON S.; BASSO, GABRIEL F.; ERMAKOV, V. A.; MARQUES, F. C.; DE SA, GILBERTO F. Anomalous transport of light at the phase transition to localization: strong dependence with incident angle. PHOTONICS RESEARCH, v. 6, n. 10, p. 929-942, OCT 1 2018. Citações Web of Science: 1.
ERMAKOV, VIKTOR A.; CLEMENTE DA SILVA FILHO, JOSE MARIA; BONATO, LUIZ GUSTAVO; VARDHAN MOGILI, NAGA VISHNU; MONTORO, FABIANO EMMANUEL; IIKAWA, FERNANDO; NOGUEIRA, ANA FLAVIA; CESAR, CARLOS LENZ; JIMENEZ-VILLAR, ERNESTO; MARQUES, FRANCISCO CHAGAS. Three-Dimensional Superlattice of PbS Quantum Dots in Flakes. ACS OMEGA, v. 3, n. 2, p. 2027-2032, FEB 2018. Citações Web of Science: 2.
WETTER, NIKLAUS URSUS; DE MIRANDA, ADRIANA RAMOS; PECORARO, EDISON; LIMA RIBEIRO, SIDNEY JOSE; JIMENEZ-VILLAR, ERNESTO. Dynamic random lasing in silica aerogel doped with rhodamine 6G. RSC ADVANCES, v. 8, n. 52, p. 29678-29685, 2018. Citações Web of Science: 1.
GONZALEZ-CASTILLO, J. R.; RODRIGUEZ-GONZALEZ, EUGENIO; JIMENEZ-VILLAR, ERNESTO; CESAR, CARLOS LENZ; ANTONIO ANDRADE-ARVIZU, JACOB. Assisted laser ablation: silver/gold nanostructures coated with silica. APPLIED NANOSCIENCE, v. 7, n. 8, p. 597-605, NOV 2017. Citações Web of Science: 3.

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