Conversão de frequência óptica não linear modulada por éxcitons materiais bidimensionais

• Processo: 25/05673-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2026
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2028
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física
• Pesquisador responsável: Christiano José Santiago de Matos
• Beneficiário: Igor Macêdo Gonçalves
• Instituição Sede: Escola de Engenharia (EE). Universidade Presbiteriana Mackenzie (UPM). Instituto Presbiteriano Mackenzie. São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 18/25339-4 - Dispositivos fotônicos integrados, AP.TEM
• Assunto(s): Materiais bidimensionais Óptica não linear
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Dicalcogenetos de metais de transição (TMDs) | Geração de segundo e terceiro harmônicos (SHG e THG) | materiais 2D | Óptica não linear modulada por éxcitons | Óptica não linear

Resumo

Este projeto investiga a conversão de frequência óptica não linear modulada por éxcitons em materiais bidimensionais, com foco nos dicalcogenetos de metais de transição (TMDs). A pesquisa busca compreender como estados excitônicos, tanto intra quanto intercamadas, influenciam a geração de segundo e terceiro harmônicos (SHG e THG) nesses materiais, considerando a forte interação de Coulomb e a ausência de centros de inversão em algumas fases cristalinas. Um aspecto central da investigação é a óptica não linear de estado excitado em TMDs, um tema pouco explorado na literatura. Estudos recentes demonstram que a presença de estados excitados de éxcitons pode modular significativamente a resposta óptica não linear, incluindo a geração de harmônicos e processos de absorção de múltiplos fótons. A modulação desses efeitos por meio do efeito Stark óptico permite o controle externo das respostas não lineares, o que amplia as possibilidades de aplicações em fotônica avançada. O estudo combinará abordagens experimentais e teóricas, utilizando espectroscopia pump-probe e técnicas avançadas de caracterização óptica e morfológica de materiais. A comparação com grafeno e TMDs como o MoS2, permitirá estabelecer parâmetros de referência para a resposta óptica não linear dos materiais a serem estudados. Os resultados visam avançar o entendimento fundamental da óptica não linear de estado excitado em materiais 2D e contribuir na direção do desenvolvimento de dispositivos optoeletrônicos inovadores, como moduladores ópticos e sensores baseados em TMDs. (AU)