Auxílio à pesquisa 22/03035-9 - Óptica não linear, Espectroscopia - BV FAPESP
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Desenvolvimento de fontes de pulsos ultracurtos no ultravioleta de vácuo e terahertz para espectroscopia de materiais avançados

Resumo

Esta proposta visa o desenvolvimento de fontes com alto fluxo de fótons de radiação coerente no ultravioleta de vácuo (6 a 20 eV) e terahertz de banda ultralarga (0.1 a 25 THz / 0.4 a 100 meV) em escala laboratorial utilizando lasers de femtossegundos. O desenvolvimento desta fonte de ultravioleta de vácuo coerente constitui o primeiro passo na direção da construção de uma linha de luz em escala de laboratório com parâmetros otimizados para técnica de Emissão de Fotoelétrons Resolvida em Ângulo (ARPES - Angle Resolved Photoelctron Spectroscopy). Uma fonte de pulsos ultracurtos THz com banda ultralarga será desenvolvida paralelamente e aplicada à implementação da técnica de espectroscopia terahertz no domínio do tempo (THz-TDS - Terahertz Time Domain Spectroscopy) para espectroscopia THz em estado estacionário e resolvida no tempo de materiais avançados.A fonte VUV em alta taxa de repetição (~ 1 MHz) proposta neste projeto fornecerá um fluxo de fótons comparável a fontes síncrotron na faixa de 6 - 20 eV em um aparato experimental de escala de laboratórios de pequeno porte com a capacidade adicional de medidas resolvidas no tempo na técnica ARPES. A natureza ultracurta intrínseca desta fonte VUV (~ 100 fs) permitirá a caracterização da estrutura de banda de materiais avançados tanto no equilíbrio termodinâmico quanto de estados acima da energia de Fermi utilizando uma configuração pump-probe. A técnica THz-TDS de banda ultralarga de estado estacionário e resolvida no tempo permitirá a caracterização espectral completa das constantes ópticas complexas (parte real e complexa) de materiais emergentes fornecendo assim informações essenciais de quasipartículas de baixa energia (fônons, éxcitons, pólarons, magnons, gap supercondutor, gap de hibridização em férmions pesados, etc. ) e a dinâmica dos portadores de carga em seus estados de equilíbrio e fotoexcitados (fotocondutividade) em sistemas semicondutores massivos ou em nanoescala.Portanto, as fontes ultrarrápidas de VUV e THz a serem desenvolvidas neste projeto abrirão uma nova janela de observação das interações que dão origem a propriedades não convencionais de sistemas quânticos complexos e dos mecanismos de transporte de carga em materiais semicondutores de interesse em pesquisas de energia renovável e eletrônica/optoeletrônica. (AU)

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