Propriedades ópticas não-lineares de terceira ordem em materiais bidimensionais

• Autor(a) principal: Lucas Lafetá Prates da Fonseca
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/SMRA-BBQK82
• topic: Efeitos ópticos; grafeno; ressonância do fônon; espectroscopia Raman; heteroestrutura; ressonância; Ótica; Raman, Espectroscopia de; Materiais bidimensionais

$a Esta dissertação trata do estudo dos efeitos ópticos não lineares de terceira ordem, mais especificamente o comportamento da mistura de quatro ondas (do inglês , FWM), em materiais bidimensionais, neste caso o grafeno e o nitreto de boro hexagonal (h-BN), além de uma heteroestrutura, formada pelo deposito de uma camada de grafeno sobre poucas camadas de h-BN. Estudamos o comportamento do FWM ao variarmos a frequência do laser de bombeamento próximo da condição de ressonância com os fônons. Nesse caso o FWM é chamado de espectroscopia Raman anti-Stokes coerente (do inglês, CARS). Para o caso do h-BN houve um incremento de sinal do FWM próximo à ressonância do fônon. Porém, no caso do grafeno, ocorre um resultado não usual, o decréscimo acentuado do sinal na ressonância e na heteroestrutura há uma predominância do mesmo resultado do grafeno. Tal resultado pôde ser explicado ao analisar a estrutura eletrônica destes materiais. O h-BN é um isolante e as energias dos lasers usados têm baixa probabilidade de gerar transições eletrônicas reais neste material, portanto as transições de fônon predominam no efeito CARS desse material. Porém, no caso do grafeno, por ser um material de gap nulo, qualquer laser é capaz de efetuar transições eletrônicas, o que faz com que estas venham a competir com as transições dos fônons. A predominância do efeito na heteroestrutura se deve pelo fato da suceptibilidade de terceira ordem do grafeno ser maior que a do h-BN. Utilizamos então o modelo de Fano, que leva em conta as possíveis transições entre um contínuo de níveis eletrônicos e níveis discretos dos fônons para explicar nossos dados experimentais.