Microfabricação de estruturas poliméricas dopadas e revestidas com dicalcogenetos de metais de transição (TMDs) para aplicações em fotônica

• Processo: 24/20107-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2029
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Cleber Renato Mendonça
• Beneficiário: Gabriel de Oliveira Campos
• 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
• Assunto(s): Microfabricação Óptica não linear Ressonadores ópticos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Fotopolimerização via absorção de dois fótons | Microfabricação | Óptica Não Linear | Ressonadores ópticos | Processamento de materiais com pulsos ultracurtos

Resumo

Os avanços em fotônica integrada e a efetiva possibilidade de romper as barreiras tecnológicas atuais através do uso da luz, fomentaram e intensificaram o desenvolvimento de microdispositivos fotônicos capazes de serem incorporados a uma única plataforma tridimensional. Do ponto de vista da versatilidade, os microrressonadores poliméricos ganharam notória relevância dentro dessa classe de microdispositivos dada suas facilidades de produção, baixo custo, alto desempenho no confinamento de luz e, principalmente, a capacidade de incorporação de novos componentes na matriz polimérica, possibilitando além da otimização de propriedades ópticas, mecânicas e elétricas, a manifestação, por exemplo, de efeitos opto-mecânicos, filtragem de modos e baixo limiar laser. Dessa forma, a busca de materiais que, incorporados às resinas poliméricas, resultem na manutenção e incorporação de efeitos que corroborem com a aplicabilidade desses materiais são a chave para fabricação de dispositivos de integração mais efetiva e robusta. Por apresentarem propriedades como: alta condutividade, alta resistência mecânica, alta condutividade térmica e, para alguns casos particulares fotoluminescência, os dicalcogenetos de metais de transição (TMDs) surgem como promissores candidatos para esse tipo de integração. Neste âmbito e, focado no desenvolvimento e aplicação de novos materiais fotônicos, o projeto aqui exposto possui como objetivo a incorporação de TMDs em microestruturas poliméricas fabricadas via polimerização por dois fótons através de duas estratégias: dopagem direta e deposição via técnica de LIFT (laser-induced forward transfer). Tal incorporação será aplicada tanto em estruturas 3D planares quanto em microrressonadores que comportam Whispering Gallery Modes (WGMs) em diferentes geometrias. Caracterizações e análises das modificações desencadeadas pelas alterações na matriz polimérica serão realizadas através de experimentos como micro-Raman, microscopia confocal de fluorescência e microscopia de força atômica, possibilitando a avaliação dos sistemas híbridos (polímero + TMDs) em nível fundamental, motivados pela incorporação de alguns efeitos dos TMDs nas resinas, e em nível aplicado, através de modificações nas propriedades de confinamento da luz nos microrressonadores fabricados.