Bolsa 18/05425-3 - Grafenos - BV FAPESP
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Efeito de cavidade de Fônons-Polaritons em heteroestruturas bidimensionais de Grafeno-Nitreto de boro hexagonal

Processo: 18/05425-3
Modalidade de apoio:Bolsas no Brasil - Mestrado
Data de Início da vigência: 01 de julho de 2018
Data de Término da vigência: 29 de fevereiro de 2020
Área de conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
Acordo de Cooperação: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Pesquisador responsável:Francisco Carlos Barbosa Maia
Beneficiário:Flávio Henrique Feres
Instituição Sede: Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (Brasil). Campinas , SP, Brasil
Assunto(s):Grafenos
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Campo próximo | Grafeno | nano-FTIR | nitreto de boro hexagonal | Polaritons | Nano-fotônica

Resumo

A interação luz-matéria em cristais fotônicos bidimensionais (2D) ocorre, primordialmente, por meio de quasi-partículas, com comprimento de onda sub-difracional, associadas a uma ressonância do material, os poláritons. Estudaremos plasmon-polaritons de grafeno (G), fônon-poláritons de cristais 2D de nitreto de boro hexagonal (hBN) e a hibridização plasmon-fônon-poláritons em heteroestruturas G-hBN empilhadas com n camadas, (G-hBN)n. A investigação será feita com a técnica de nano-FTIR que usa um microscópio de campo próximo e é, conceitualmente, relacionada à técnica Scattering-Scanning Near Field Optical Microscopy (sSNOM). No nosso experimento de nano-FTIR, a radiação infravermelha de banda-larga da Linha de Nanoespectrocopia de Infravermelho do Laboratório de Luz Síncrotron (LNLS) incide em uma ponta (similar a de um microscópio de força atômica, em geral, com raio ~ 25nm) com cobertura metálica do microscópio de campo próximo. Como resultado, surge um campo óptico evanescente confinado na ponta que a transforma em fonte de excitação luminosa e sonda com resolução espacial de 25 nm. Esse campo óptico da ponta excitará e investigará as ondas polaritônicas. Recentemente, demonstrou-se que os poláritons híbridos na heteroestrutura simples G-hBN, resultantes da interação entre plásmons-poláritons do grafeno e fônon-polaritons hiperbólicos do hBN, podem ser controlados em amplitude e comprimento de onda por meio de arquitetura adequada e do tipo de substrato (metálico ou dielétrico). Na heteroestrutura multicamada (G-hBN)n, prevemos maior aumento de amplitude desses modos híbridos devido à soma (e, possivelmente, interferência entre eles) para cada camada. O controle de polarização será obtido pela escolha do substrato: substrato metálico privilegia modos ortogonais ao plano basal do cristal de hBN, enquanto que modos polarizados paralelamente ao plano basal são favorecidos por substratos dielétricos. Esse estudo produzirá a primeira dissertação de mestrado em nano-FTIR e apresenta impacto direto no entendimento da Nanofotônica de heteroestruturas 2D. (AU)

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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)
FERES, FLAVIO H.; MAYER, RAFAEL A.; BARCELOS, INGRID D.; FREITAS, RAUL O.; MAIA, FRANCISCO C. B.. Acceleration of Subwavelength Polaritons by Engineering Dielectric-Metallic Substrates. ACS PHOTONICS, v. 7, n. 6, p. 1396-1402, . (18/05425-3, 19/08818-9)
FERES, FLAVIO H.; BARCELOS, INGRID D.; MAYER, RAFAEL A.; DOS SANTOS, THIAGO M.; FREITAS, RAUL O.; RASCHKE, MARKUS B.; BAHAMON, DARIO A.; MAIA, FRANCISCO C. B.. Dipole modelling for a robust description of subdiffractional polariton waves. NANOSCALE, v. 11, n. 44, p. 21218-21226, . (18/05425-3, 15/11779-4, 19/08818-9, 18/07276-5)
Publicações acadêmicas
(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)
FERES, Flávio Henrique. Efeito de cavidade de fônons-poláritons em heteroestruturas bidimensionais de hBN e G-hBN. 2020. Dissertação de Mestrado - Universidade Estadual Paulista (Unesp). Instituto de Geociências e Ciências Exatas. Rio Claro Rio Claro.

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