Nanoespectroscopia de terahertz síncrotron: desenvolvimento experimental e aplicação em materiais nanoestruturados

• Processo: 23/09372-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2023
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2027
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Raul de Oliveira Freitas
• Beneficiário: André Anderson Alves da Silva
• Instituição Sede: Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 19/14017-9 - De ondas de éxcitons a THz-fônons: a nano-óptica de materiais 2Ds via nanoespectroscopia de infravermelho síncrotron, AP.JP
• Bolsa(s) vinculada(s): 25/17126-4 - Otimizando técnicas espectroscópicas em regime de campo próximo e distante para radiação THz, BE.EP.DD
• Assunto(s): Nanofotônica Espectroscopia terahertz Materiais nanoestruturados
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: nano photonics | nano-FTIR | s-SNOM | Synchrotron nano spectroscopy | Terahertz | Nano fotônica

Resumo

Várias questões recentes relacionadas a propriedades locais de materiais bidimensionais (2Ds) se encontram na faixa de frequências de poucos terahertz (THz). Dentre estas questões está a possibilidade da existência de ondas de poláritons em 2Ds baseados em Dicalcogenetos de Metais de Transição (TMDs), coexistentes com a atividade de fônons na faixa de THz nestes materiais. Tais ondas ainda não foram confirmadas experimentalmente dado que não existe um experimento capaz de realizar espectroscopia de THz com resolução espacial de poucas dezenas de nanômetros. Este plano de trabalho de projeto de Doutorado, que é vinculado ao projeto Jovem Pesquisador FAPESP 2019/14017-9, integra o desenvolvimento de instrumentação pioneira para realização de nanoscopia e nanoespectroscopia em comprimentos de onda de até 100 ¼m. Explorando o conceito de Microscopia de varredura óptica de campo próximo do tipo espalhamento (s-SNOM), o projeto utilizará radiação IR e THz da nova estação IMBUIA do Sirius e explorará um arranjo interferométrico alternativo para a s-SNOM e prevê um ganho em sensibilidade de até 6 vezes em comparação aos experimentos atuais, além de estender o alcance espectral ao THz. Este projeto de física experimental e instrumentação visa a formação de um pesquisador nesta importante modalidade de ultramicroscopia. O projeto tem potencial de colocar o Brasil na vanguarda do tema, dado que o alcance espectral extremo para a nanoespectroscopia em longos comprimentos de onda é lambda=30 ¼m. (AU)