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Geração de segundo harmônico por partículas centrossimétricas de colóides magnéticos

Processo: 15/20555-2
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de setembro de 2016
Vigência (Término): 31 de julho de 2019
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
Pesquisador responsável:Antonio Martins Figueiredo Neto
Beneficiário:Eduardo Sell Gonçalves
Instituição-sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:11/13616-4 - Propriedades ópticas e estruturais de elastômeros e fluidos complexos de interesse biológico, AP.TEM
Assunto(s):Fluidos complexos   Óptica não linear   Ferrofluidos   Geração de segundo harmônico

Resumo

Quando campos elétricos como aqueles provenientes de radiações eletromagnéticas interagem com materiais, átomos e moléculas que o constituem podem ser polarizados. Usualmente, a polarização induzida é proporcional ao modulo do campo elétrico. Contudo, para campos intensos, da ordem de interações interatômicas, efeitos ópticos não lineares podem ser observados. Dentre os diversos fenômenos de interesse científico e tecnológico, grande atenção é voltada para efeitos de geração de segundo harmônico (SHG), em que o material irradiado por um feixe de comprimento de onda $\lambda$ passa a emitir fótons com o dobro da energia. Apesar de tal efeito não ocorrer em materiais com simetria de inversão, é possível verificar a geração do segundo harmônico em dispersões coloidais macroscopicamente sem simetria, mesmo que as nanopartículas formadoras do coloide sejam centrossimétricas. Sendo assim, ferrofluidos são materiais de grande relevância no estudo de fenômenos de SHG posto que a formação e dimensões de estruturas internas, não isotrópicas, podem ser controladas de acordo com a intensidade de campos magnéticos uniformes. Todavia, a despeito dessa controlabilidade, pouca atenção tem sido destinada aos fenômenos ópticos não lineares em nanopartículas magnéticas, tanto do ponto de vista de pesquisa fundamental quanto de suas aplicações. Portanto, busca-se a construção de um arranjo experimental que possibilite a detecção do fenômeno de geração de segundo harmônico nos laboratórios do Grupo de Fluidos Complexos do Instituto de Física da USP. Dispersões coloidais de nanopartículas magnéticas baseadas em ferrites, sintetizadas na Universidade de Brasília, serão estudadas buscando determinar a relação entre o tensor susceptibilidade de segunda ordem $\chi^{(2)}$ e a intensidade do campo magnético aplicado, a fim de descrever a controlabilidade dos fenômenos de SHG. Da mesma forma, busca-se identificar fenômenos de confinamento quântico devido ao diâmetro nanométrico das partículas ao estudar soluções formadas por partículas de diferentes tamanhos e sua relação com a susceptibilidade elétrica de segunda ordem.

Publicações científicas
(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)
GONCALVES, E. S.; FONSECA, R. D.; DE BONI, L.; FIGUEIREDO NETO, A. M. Tuning hyper-Rayleigh scattering amplitude on magnetic colloids by means of an external magnetic field. JOURNAL OF THE OPTICAL SOCIETY OF AMERICA B-OPTICAL PHYSICS, v. 35, n. 11, p. 2681-2689, NOV 1 2018. Citações Web of Science: 1.

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