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Espectroscopia de efeitos excitônicos e multi-corpos em materiais bidimensionais

Processo: 17/20100-0
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de janeiro de 2018
Situação:Interrompido
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
Pesquisador responsável:Christiano José Santiago de Matos
Beneficiário:Henrique Bücker Ribeiro
Instituição-sede: Centro de Pesquisas Avançadas em Grafeno, Nanomateriais e Nanotecnologia (MackGrafe). Universidade Presbiteriana Mackenzie (UPM). Instituto Presbiteriano Mackenzie. São Paulo , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:15/11779-4 - Efeitos plasmônicos e não-lineares em grafeno acoplado a guias de onda ópticos, AP.TEM
Bolsa(s) vinculada(s):18/04926-9 - Espectroscopia de efeitos excitônicos e multi-corpos em materiais bidimensionais, BE.EP.PD
Assunto(s):Heteroestruturas   Materiais bidimensionais

Resumo

Éxcitons em semicondutores bidimensionais (2D), como os dicalcogenetos de metal de transição (TMD), se mostram particularmente interessantes para o estudo de física em sistemas multi-corpos. A baixa dimensionalidade faz com que a sua energia de ligação seja alta o suficiente para torná-los estáveis à temperatura ambiente, enquanto que em cristais tridimensionais a observação de éxcitons em geral requer baixas temperaturas. Da mesma forma, quase-partículas ainda mais complexas, como trions e biéxciton, tornam-se facilmente observáveis em materiais 2D. Além disso, a geometria 2D facilita a manipulação dos níveis energéticos, uma vez que a estrutura eletrônica depende do número de camadas e a energia de ligação dos éxcitons depende do ambiente dielétrico em torno do cristal. Desta forma, é possível ajustar as propriedades ópticas do mesmo tornando-o ideal para construção de dispositivos optoeletrônicos, como emissores e detectores de luz, células fotovoltaicas, dispositivos ópticos não lineares, entre outros. A fim de viabilizar a construção destes dispositivos, o estudo da física fundamental destas quase-partículas em semicondutores 2D é fundamental. Entretanto, o foco das investigações nesta área está atualmente concentrada em TMDs. Por outro lado, existe um grande número de semicondutores lamelares, tais como o fósforo negro (BP), o sulfeto de germânio (GeS) e o seleneto de germânio (GeSe), que requerem maior investigação, e que apresentam propriedades interessantes adicionais, como a anisotropia dos éxcitons e a grande sintonia do \emph{bandgap} com a espessura. Desta forma, neste projeto propomos o estudo de efeitos de multi-corpos em outros materiais semicondutores bidimensionais bem como das consequências de suas propriedades peculiares. Os efeitos do ambiente dielétrico sobre a energia de ligação das quase-partículas serão investigados, assim como os da temperatura sobre as transições ópticas, por meio de fotoluminescência, fotoluminescência de excitação e espectroscopia Raman. O tempo de vida das quase-partículas será investigado por meio de técnicas espectroscópicas resolvidas no tempo, em função do número de camadas do cristal, do substrato e da temperatura, a fim de compreender e controlar a influência destes na dinâmica das quase-partículas.

Matéria(s) publicada(s) na Agência FAPESP sobre a bolsa:
Estudos apoiados pela FAPESP ganham Prêmio Capes de Tese 2018  
Artigo de pesquisadores brasileiros sobre fósforo negro é um dos mais citados  

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)
RIBEIRO, H. B.; RAMOS, S. L. L. M.; SEIXAS, L.; DE MATOS, C. J. S.; PIMENTA, M. A. Edge phonons in layered orthorhombic GeS and GeSe monochalcogenides. Physical Review B, v. 100, n. 9 SEP 3 2019. Citações Web of Science: 0.
BATISTA, ANDRE JAQUES; VIANNA, PILAR GREGORY; RIBEIRO, HENRIQUE BUCKER; SANTIAGO DE MATOS, CHRISTIANO JOSE; LEONIDAS GOMES, ANDERSON STEVENS. QR code micro-certified gemstones: femtosecond writing and Raman characterization in Diamond, Ruby and Sapphire. SCIENTIFIC REPORTS, v. 9, JUN 20 2019. Citações Web of Science: 1.

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