Fabricação de microressonadores poliméricos com nanodiamantes para tecnologias de informação quântica

• Processo: 20/08715-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Vigência (Início): 01 de setembro de 2020
• Vigência (Término): 30 de junho de 2024
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Cleber Renato Mendonça
• Beneficiário: Filipe Assis Couto
• Instituição Sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 18/11283-7 - Fotônica não linear: espectroscopia e processamento avançado de materiais, AP.TEM
• Bolsa(s) vinculada(s): 22/13615-2 - Incorporação e caracterização de vancâncias de silício em cavidades em cristais fotônicos fabricadas em carboneto de silício, BE.EP.DD
• Assunto(s): Fotopolimerização Nanodiamantes Fotônica Ressonadores ópticos Informação quântica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Fotopolimerização via absorção de dois fótons | Processamento de materiais com pulsos ultracurtos

Resumo

Para obter a integração de tecnologias de informação quântica em dispositivos fotônicos, é necessário combinar microestruturas ressonantes e guias de onda em uma única plataforma tridimensional (3D). O diamante é um material de interesse para ser incorporado em tais dispositivos, pois defeitos inseridos em sua estrutura cristalina apresentam fenômenos que o tornam promissor como matriz para os elementos que agem como qubits. Dentre tais defeitos, são de particular interesse os centros de vacâncias de nitrogênio (NV-), que agem como emissores de fótons únicos que possuem estados de spin que podem ser manipulados e lidos opticamente à temperatura ambiente. Assim, a incorporação e controle preciso da localização dos centros NV- são de extrema importância na confecção de tais dispositivos. Alinhado a estes interesses, o presente projeto de pesquisa de doutorado visa a utilização da técnica de fotopolimerização por absorção de dois fótons (A2F) para a fabricação de microcavidades ópticas, às quais serão incorporadas nanodiamantes com centros NV. Inicialmente, será desenvolvida a metodologia para a incorporação de nanodiamantes nas estruturas fabricadas via A2F e sua caracterização. Em seguida, serão produzidas microestruturas ressonantes que suportam Whispering Gallery Modes (WGMs), cujo confinamento resulta em microcavidades de alto fator de qualidade e baixo volume modal. Manipulando os parâmetros de tais microestruturas de forma a serem ressonantes com a fluorescência emitida pelos centros de cor, esperamos confinar e amplificar o sinal emitido, avançando ainda mais em direção a um dispositivo capaz de realizar o processamento de informação quântica. (AU)

Publicações científicas

(4)

(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)

COUTO, FILIPE A.; ANDRADE, MARCELO B.; OTUKA, ADRIANO J. G.; PRATAVIEIRA, SEBASTIAO; MUNIZ, SERGIO R.; MENDONCA, CLEBER R.. Integrating Fluorescent Nanodiamonds into Polymeric Microstructures Fabricated by Two-Photon Polymerization. NANOMATERIALS, v. 13, n. 18, p. 9-pg., 2023-09-01. (18/11283-7, 09/54035-4, 20/08715-2, 13/07276-1, 19/27471-0)

VALVERDE, JOAO V. P.; PELOSI, ANDRE G.; ZUCOLOTTO COCCA, LEANDRO H.; MARBELLO, ORLANDO D.; LE BESCONT, JULIE; BRETON-PATIENT, CHLOE; PIGUEL, SANDRINE; SILVA, DANIEL L.; DE BONI, LEONARDO; MENDONCA, CLEBER R.. Two-photon absorption in imidazo[1,2-a]pyridine derivatives: Study of nonlinear optical response and dipolar properties. JOURNAL OF MOLECULAR LIQUIDS, v. 373, p. 11-pg., 2023-01-18. (20/08715-2, 18/11283-7, 16/20886-1, 11/12399-0, 15/20032-0)

NOLASCO, L. K.; COUTO, F. A.; ANDRADE, M. B.; MENDONCA, C. R.. Femtosecond laser micromachining study with multiple wavelengths in CVD diamond. DIAMOND AND RELATED MATERIALS, v. 131, p. 6-pg., 2023-01-01. (18/11283-7, 20/08715-2)

COUTO, FILIPE A.; PAULA, KELLY T.; V. SANTOS, MOLIRIA; RIBEIRO, SIDNEY J. L.; MENDONCA, CLEBER R.. Direct femtosecond laser printing of silk fibroin periodic structure with lower mid-infrared reflectivity. Optical Materials, v. 135, p. 6-pg., 2023-01-01. (18/11283-7, 20/08715-2)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

COUTO, Filipe Assis. Fabricação de microresonadores poliméricos dopados com nanodiamantes para aplicações em tecnologias de informação quântica. 2024. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Física de São Carlos (IFSC/BT) São Carlos.