Otimizando técnicas espectroscópicas em regime de campo próximo e distante para radiação THz

• Processo: 25/17126-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2026
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro 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
• Supervisor: Jean-Francois Lampin
• Instituição Sede: Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (Brasil). Campinas , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Institut D'Electronique, De Microélectronique Et De Nanotechnologies, França
• Vinculado à bolsa: 23/09372-0 - Nanoespectroscopia de terahertz síncrotron: desenvolvimento experimental e aplicação em materiais nanoestruturados, BP.DD
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Far-IR spectroscopy | s-SNOM | THz | THz detection | THz sources | Time Domain Spectroscopy | 2D Materials | Nano-óptica THz de materials 2Ds

Resumo

No dinâmico campo da nanofotônica, a investigação de materiais bidimensionais (2D) nas faixas espectrais do infravermelho distante (far-IR) e terahertz (THz) tem ganhado importância crescente. Esses materiais exibem propriedades ópticas exclusivas, como o alto confinamento de ondas eletromagnéticas e interações luz-matéria aprimoradas, que não são observadas em suas formas volumosas. Contudo, a aplicação prática enfrenta desafios devido à escassez de detectores adequados e a falta de fontes de banda larga estáveis nesta faixa, dificultando o desenvolvimento de dispositivos fotônicos eficientes. A geração de radiação terahertz (0,3 a 10 THz) é particularmente desafiadora devido à sua posição intermediária entre os espectros de microondas e infravermelho. Como solução temos os lasers infravermelhos bombeados opticamente (OPFIR), que utilizam lasers de CO2 para transições moleculares específicas, os quais conseguem gerar potências substanciais com larguras de linha estreitas. Esta proposta de pesquisa de estágio no exterior (BEPE) se concentra na implementação da Microscopia de Varredura de Campo Próximo por Espalhamento (s-SNOM), uma técnica de nanoimagem espectral, na faixa de far-IR e THz, integrada com um laser molecular OPFIR e análises em paralelo de Espectroscopia no Domínio do Tempo (TDS). Esta abordagem será aplicada ao estudo de diversos materiais no Instituto de Eletrônica, Microeletrônica e Nanotecnologia (IEMN). O projeto visa examinar o dicacogeneto de metais de transição (TMDs) 2H¿TaS2, o isolante topológico Bi2Te3 e os tricálcogenetos de fósforo metálico NiPS3, CdPS3 e CrGeTe3 investigando suas respostas ópticas. Prevemos ainda testar a eficiência do setup s-SNOM + QPML em alguns materiais. Resultados bem-sucedidos poderão aprimorar significativamente as capacidades de análise em campo próximo e distante nesta faixa de frequência, alinhando-se estrategicamente com os objetivos do projeto de Doutorado a qual este BEPE está vinculado. (AU)