Espectroscopia de efeitos excitônicos e multi-corpos em materiais bidimensionais

• Processo: 18/04926-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Vigência (Início): 01 de agosto de 2018
• Vigência (Término): 31 de julho de 2019
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Christiano José Santiago de Matos
• Beneficiário: Henrique Bücker Ribeiro
• Supervisor: Tony F. Heinz
• Instituição Sede: Centro de Pesquisas Avançadas em Grafeno, Nanomateriais e Nanotecnologia (MackGrafe). Universidade Presbiteriana Mackenzie (UPM). Instituto Presbiteriano Mackenzie. São Paulo , SP, Brasil
• Local de pesquisa: Stanford University, Estados Unidos
• Vinculado à bolsa: 17/20100-0 - Espectroscopia de efeitos excitônicos e multi-corpos em materiais bidimensionais, BP.PD
• Assunto(s): Espectroscopia Raman
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Dynamics of carriers in the excited state | heterostructures | Photoluminescence excitation | Raman spectroscopy | Two dimensional materials | Optical and electronic properties of materials

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 biéxcitons, 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. A fim de viabilizar a construção de dispositivos (tais como emissores de luz, detectores, células fotovoltaicas, e dispositivos ópticos não lineares) baseados nestes efeitos, 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 apresentam propriedades interessantes adicionais tais como anisotropia, e que requerem maior investigação. Os efeitos do ambiente dielétrico sobre a energia de ligação das quase-partículas serão investigados 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.

Publicações científicas

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(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)

MALDONADO, MELISSA; DA SILVA NETO, MANOEL L.; VIANNA, PILAR G.; RIBEIRO, HENRIQUE B.; DE ARAUJO, CID B.; DE MATOS, CHRISTIANO J. S.; SEIXAS, LEANDRO; JAWAID, ALI M.; BUSCH, ROBERT; RITTER, ALLYSON J.; et al. Femtosecond nonlinear refraction of 2D semi-metallic redox exfoliated ZrTe2 at 800nm. Applied Physics Letters, v. 118, n. 1, JAN 4 2021. (18/25339-4, 17/20100-0, 18/04926-9, 15/11779-4)

MALDONADO, MELISSA; DA SILVA NETO, MANOEL L.; VIANNA, PILAR G.; RIBEIRO, HENRIQUE B.; GORDO, VANESSA O.; CARVALHO, ISABEL C. S.; MENEZES, LEONARDO DE S.; DE ARAUJO, CID B.; DE MATOS, CHRISTIANO J. S.; SEIXAS, LEANDRO; et al. Femtosecond Nonlinear Optical Properties of 2D Metallic NbS2 in the Near Infrared. Journal of Physical Chemistry C, v. 124, n. 28, p. 15425-15433, JUL 16 2020. (17/20100-0, 12/50259-8, 15/11779-4, 18/04926-9)

MARANGONI, S. VALERIA; CADORE, R. ALISSON; RIBEIRO, B. HENRIQUE; HOSTERT, LEANDRO; DE MATOS, J. S. CHRISTIANO; SILVA, C. C. CECILIA; SEIXAS, LEANDRO; MARONEZE, M. CAMILA. Long-term environmental stability of nitrogen-healed black phosphorus. Applied Surface Science, v. 564, OCT 30 2021. (18/04926-9)

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. (15/11779-4, 12/50259-8, 17/20100-0, 18/04926-9)