O projeto propõe explorar dois tópicos. O primeiro é relacionado ao estudo do espalhamentos ressonantes Raman (RR) e Hyper-Raman (RHR) em metais dicalcogenetos de transição bidimensionais sob a aplicação de um campo magnético externo. O tópico é devotado ao estudo da ressonância Raman (RR) de primeira ordem e ressônancia não linear Hyper-Raman (RHR) em monocamadas de MX2 (M = Mo, W e X = S, Se, Te). Um formalismo geral será derivado para os espalhamentos RR e RHR e válidos para fônons ópticos para qualquer energia de laser e campo magnético externo. Reportaremos as interações elétron-fóton e elétron-fônon válidadas para cristais TMD 2D e investigaremos a influência do campo magnético e os efeitos de magneto-polarons na eficiência de RR e RHR. Estudaremos os dois principais Hamiltonianos permitidos intra-vale e elétron-fônon: potencial de deformação (DP) e Frohlich (F). O segundo tópico é conectado com polarons e efeitos de magneto-polarons em TMD. A dependência da energia do polaron com o campo magnético é conhecida por ser particularmente interessante para as propriedades magneto-ópticas e espalhamento magneto-Raman. O entendimento dos fenômenos associados a magneto-polarons em monocamadas de TMD é um fator crucial para a correta descrição do magneto-RR e as intensidade de HRR. Assim, uma importante tarefa será determinar as propriedades de magneto-polaron para monocamadas de MX2 e seus efeitos nos processos Raman. Tipicamente, o acoplamento magneto-polaron ressonante ocorre devido a interação elétron-fônon, quando dois níveis de Landau, N e M, são separados pela energia de um fônon óptico e cada nível de Landau divide-se em dois ramos. A inclusão das propriedades de magneto-polaron no tensor Raman e na intensidade RHR é um desafio para ambas as físicas experimental e teórica a ser superado neste projeto. (AU)

Na presente proposta de projeto pretendemos investigar as propriedades ópticas não lineares de fluidos magnéticos especialmente sintetizados. Serão sintetizados os novos fluidos magnéticos com distribuição de tamanho estreita com diferentes faixas de tamanho de 5 a 50 nm e formato diferente de partículas magnéticas. Sua estrutura e propriedades magnéticas serão estudadas usando XRD, TEM e VSM. O SAXS e o estudo óptico não linear serão então investigados nas instalações da USP, Brasil. Usaremos um modelo de análise SAXS proposto recentemente. Este modelo foi desenvolvido pelo orientador do projeto, Prof. Dr. Antonio Martins Figueiredo Neto, e seu grupo na Universidade de São Paulo. Acreditamos que os resultados deste projeto conjunto trarão contribuições significativas para a literatura para entender o papel do tamanho e da forma das nanopartículas magnéticas no controle das propriedades estrutura-magnéticas. (AU)

Nesta proposta, pretendemos investigar propriedades óticas e elétricas de heteroestruturas de van der Waals com grande ênfase em dispositivos tipo "Field Eletric Transistor" (FET). Com isso, pretendemos investigar o efeito do padrão de Moiré e do gate elétrico nas propriedades físicas destes sistemas. Particularmente, pretendemos investigar: heteroestruturas com diferentes ângulos de alinhamento (diferentes padrões de Moiré), efeito da dopagem controlada por gate elétrico no factor g de Landé de complexos excitônicos, possível obtenção e investigação de propriedades de condensados de Bose-Einstein de éxcitons indiretos (éxcitons de interface em heteroestruturas de alinhamento tipo II), fator g de condensados de Bose-Eistein, efeito do campo elétrico vertical no controle de hibridização de éxcitons de Moiré em WS2-MoSe2 e etc. Além disso, pretendemos também iniciar um estudo de heteroestruturas contendo diferentes materiais 2D magnéticos. Em particular, temos grande interesse em estudar a dependência do padrão de Moiré e do gate elétrico nas propriedades magnéticas e óticas e no efeito de proximidade magnética em heteroestruturas contendo materiais 2D magnéticos. O projeto proposto envolve diversas colaborações nacionais e internacionais tanto para preparação de amostras/dispositivos baseados em heteroestruturas 2Ds como para estudos complementares de propriedades óticas desses sistemas. (AU)

No Laboratório de Espectroscopia de Materiais Funcionais (LEMAF) do IFSC/USP realizamos pesquisa interdisciplinar na área de de materiais ópticos e luminescentes com aplicações fotônicas e biofotônicas. Entre os materiais alvo estão: 1) Vidros e vitrocerâmicas dopados com íons terras raras trivalentes TR3+ para cintiladores, concentradores solares e sensores; 2) Híbridos hóspede-hospedeiros baseados em espécies moleculares emissivas imobilizadas em matrizes mesoporosas, e sistemas supramoleculares fotoresponsivos com vistas as aplicações em bioimageamento, terapia fotodinâmica, biosensores, dispositvos de iluminação. O projeto visa buscar recursos para realizar expressivos avanços na linha (2) através de um time de 6 colaboradores diretamente envolvidos (3PDs, 2DRs, 1IC) e estreitas colaborações no Brasil e no exterior. Propõe-se a obtenção, caracterização e, quando factível, a montagem de protótipos baseados em: i) Filmes e monolitos de matrizes silicatos ou organo-silicatos obtidas por sol-gel e carregadas com complexos emissores tripletos de Ir(III) e Pt(II) com alto rendimento quântico do azul ao vermelho, em concentrações otimizadas para prover dispersão ou agregação molecular, visando aplicações em e.g. geração de luz branca e aprimoramento de células solares orgânicas. ii) Nanopartículas de NaYF4 dopadas com Er3+/Yb3+ e Tm3+/Yb3+ operando por conversão ascendente de energia (UCNPs) associadas a espécies susceptíveis a transferência de energia resonante (LRET), visando o desenvolvimento de sensores em papel (micropads) para bactérias patogênicas. iii) Nanoestruturas supramoleculares baseadas nas UCNPs decoradas com ciclodextrina e azobenzeno (AZO), na presença de NPs metálicas de Au, para avaliar a resposta luminescente susceptível ao efeito plasmônico, viabilizado (ou impedido) pela foto-resposta conformacional cis-trans do "interruptor" AZO que leva à montagem/desmotagem do sistema. iv) Pontos quânticos de CdTe e CdS para geração de HHG - harmônicos de alta ordem via plasmon induzido por lasers de femtosegundo. (AU)

Evidências definitivas para o gap eletrônico direto previsto para nanofios de fosfeto de gálio na fase wurtzita (WZ GaP) ainda não foram demonstradas devido à ausência de sinal de luminescência banda-a-banda nesses materiais. Para contornar essa dificuldade, obtivemos com sucesso estruturas WZ GaP de grande volume, utilizando o método Vapor-Líquido-Sólido assistido pelo movimento das nanopartículas catalisadoras. Com essas estruturas, pudemos observar a recombinação do exciton ligado em 2,14 eV com FHWM de aproximadamente 1 meV. Além disso, medimos as bordas de absorção óptica usando espectroscopia de fotoluminescência de excitação. Nossos resultados mostram um gap a 10K em 2,19 eV e indicam uma força de oscilador fraca para a borda de absorção banda-a-banda de menor energia, que é uma característica de semicondutor de gap eletrônico pseudo-direto. Além disso, as diferenças de energia para as bandas de valência são estimadas em 110 meV e 30 meV para as três bandas mais altas. Os cálculos eletrônicos da estrutura de bandas usando a densidade híbrida HSE06 funcional concordam qualitativamente com os valores obtidos para estas diferenças de energia. (AU)

Compostos bismuto diluídos da forma III-Bi-V são uma classe prospectiva de ligas altamente "incompatíveis" (HMAs) nas quais uma pequena fração dos átomos do hospedeiro é substituída por um elemento muito diferente, ou seja, outro átomo do grupo III ou V. Tal classe de materiais fornecem propriedades inovadoras que podem levar ao aprimoramento significativo no desempenho de dispositivos optoeletrônicos e fotônicos e, em geral, a novas aplicações, particularmente para comprimentos de onda infravermelho próximo e médio. A compreensão geral da interação entre as propriedades fundamentais das nanoestruturas semicondutoras relevantes para dispositivos e aspectos de fabricação de materiais ainda demandam um avanço mais significativo. Entre essas características, as propriedades estruturais e ópticas são vistas como essenciais para uma grande classe de dispositivos emergentes, onde os bismuto diluídos podem fornecer novas soluções na faixa de energia infravermelha para células solares, sensores e lasers. O projeto BiMIR visa desenvolvimentos inovadores relativos à tecnologia e aplicações de materiais e nanoestruturas emergentes do III-Bi-V. Isso será possível combinando a infraestrutura para síntese e fabricação de dispositivos de última geração disponíveis na Universidade de Nottingham - UoN (parceira britânica) com a ampla experiência em caracterizar as propriedades estruturais e ópticas de materiais semicondutores disponíveis na UFSCar. Este projeto de pesquisa beneficiará as pesquisas em andamento sobre síntese, bem como a caracterização ótica e estrutural de nanoestruturas, abrindo novas oportunidades para fortalecer a colaboração entre um jovem pesquisador brasileiro, o Prof. Helder Galeti, e um pesquisador sênior do Reino Unido, Prof M. Henini, que colaborou por muitos anos com o pesquisador brasileiro sem um apoio formal. Durante esse tempo, dados muito interessantes relacionados aos efeitos de spin, transporte de propriedades ópticas em nanoestruturas semicondutoras foram obtidos e publicados em periódicos internacionais de alto impacto. O estabelecimento de uma parceria formal entre os pesquisadores irá aprofundar e abrir novas frentes de pesquisa no campo de materiais semicondutores nanoestruturados. (AU)

Este projeto tem dois objetivos principais relacionados à síntese de nanofios semicondutores do tipo III-V pelo método Vapor-Líquido-Sólido. Estes objetivos permitirão aumentar nossa compreensão dos processos físicos envolvidos no crescimento destes nanomateriais, como também apontar alternativas para novas metodologias de fabricação de dispositivos sensores. Pretendemos explorar o controle de direcionalidade em nanofios planares, através de processos de modificação de superfícies, o que pode levar a melhor controle na fabricação de dispositivos sensores estudados em nosso grupo. Por outro lado, devemos explorar também novos catalisadores metálicos, em substituição ao ouro, para permitir melhor compatibilidade com a tecnologia de Si. A introdução de novos catalisadores pode proporcionar novas funcionalidades em termos das propriedades ópticas e elétricas dos nanofios obtidos, que também deverão ser estudadas neste projeto. Com isso, esperamos também ampliar as ferramentas disponíveis para estudos de biossistemas desenvolvidos no Laboratório de Nano e Biossistemas. (AU)

O objetivo do projeto é consolidar a colaboração nosso grupo com o Prof. Richard Moncorgé do CIMAP (Univ. de Caen, França). O CIMAP tem se destacado mundialmente na produção e caracterização de materiais para lasers de estado sólidos (materiais isolantes dopados principalmente com íons terras-raras e metais de transição) em diversos tipos de configurações (bulk, guias de onda, fibras cristalinas, etc.). Estamos particularmente interessandos no estudos de variações de índice de refração de origem eletrônica (VIROE) em materiais para laser de estado sólidos, ou seja, materiais isolantes (normalmente cristais e vidros) dopados. Esta é uma das especialidades de pesquisa do Prof. Moncorgé, com quem o grupo tem interagido desde 2008. O Prof. Moncorgé é um dos cientistas mais conhecidos e respeitados da área de Lasers e Espectroscopia, com mais de 280 artigos publicados, patentes, etc. (parâmetro h = 43).O programa desta visita prevê as seguintes atividades principais:- Desenvolvimento da técnica de Z-scan de Luminescência- Estudo de efeitos não lineares em materiais dopados com Tb3+- Redação de um trabalho de revisão sobre os efeitos de VIROE em materiais fotônicos.- Realização de um Workshop sobre Espectroscopia de Materiais Dopados (25/02) (AU)

O objetivo deste projeto é desenvolver um programa de computador que possa ser usado para o planejamento de tratamentos com terapia de fotobiomodulação (TFBM). O programa pretende fazer uma simulação para a determinação da distribuição de luz dentro de tecidos biológicos, a fim de estimar a quantidade de luz que chega a cada região do tecido, bem como a quantidade de luz absorvida em cada uma dessas regiões. A motivação é a sistematização e otimização dos tratamentos usando a TFBM, a qual é altamente dependente dos parâmetros ópticos aplicados no tecido-alvo para a obtenção do efeito biológico desejado. A simulação será feita através do método de Monte Carlo, para a propagação de fótons de luz em tecidos biológicos. A simulação será validada através de medidas experimentais de propagação de luz em tecidos biológicos reais e simuladores. O foco desse projeto é a aplicação da TFBM para o tratamento de dor, as quais têm tecidos-alvo não superficiais, por isso é de grande importância o planejamento do tratamento e a previsão dos parâmetros ópticos. Além disso, a simulação para a determinação da distribuição da luz nos tecidos será integrada com uma interface gráfica. Com isso, pretende-se facilitar a determinação dos componentes teciduais presentes em cada região do tecido e facilitar a visualização do planejamento do tratamento. Essa integração será feita em um modelo de tratamento com TFBM transcraniano, nesta primeira etapa do projeto. O público alvo do programa é o profissional da saúde que faz uso da TFBM em suas práticas clínicas. Dessa forma o programa ajudará esses profissionais a fazer o planejamento do tratamento de forma mais confiável e sistematizada. (AU)