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http://hdl.handle.net/1843/BUBD-A4SLHH
Type: | Tese de Doutorado |
Title: | Espectroscopia de femtossegundos e propriedades ópticas não lineares em nanomateriais bidimensionais |
Authors: | Thonimar Vieira de Alencar Souza |
First Advisor: | Ana Maria de Paula |
First Co-advisor: | Leandro Malard Moreira |
First Referee: | Helio Chacham |
Second Referee: | Franklin Massami Matinaga |
Third Referee: | Lino Misoguti |
metadata.dc.contributor.referee4: | Leandro Hostalácio Freire de Andrade |
Abstract: | Materiais bidimensionais são estruturas cristalinas com apenas poucos átomos de espessura. O grafeno, assim como dissulfeto de molibdénio (MoS2) são dois mate- riais bem conhecidos por esta característica. Nesta tese apresentaremos como estas nanoestruturas foram investigadas utilizando técnicas de espectroscopia e microscopia óptica para esclarecer acerca dos mecanismos de dissipagao de energia dos elétrons em grafeno e sobre a interaga'o optica não linear com poucas camadas de MoS2. Elétrons excitados em grafeno perdem energia devido a diversos processos de espalhamento. Porém, pouco se conhece sobre os efeitos do aumento de desordem na descrição da dinâmica eletrônica no grafeno. Nos investigamos a dinâmica de elétrons fotoexcitados em grafeno com diferentes densidades de defeitos utilizando espectros- copia óptica ultra-rápida em femtossegundos. Assim, obtemos o tempo de relaxagao de energia destes portadores de carga e sua dependéncia com a densidade de defeitos. Observamos uma relação linear entre a taxa de espalhamento e a densidade de defeitos. Além disso, através de microscopia óptica não linear, medimos a fotoluminescéncia quente do grafeno analisando a dependência da temperatura eletrônica com a densidade de defeitos. Estes resultados podem ser explicados utilizando um modelo teórico de supercolisões. Também investigamos a geração de segundo-harmônico (GSH) em amostras de MoS2 através de microscopia óptica não linear. Obtivemos imagens por GSH para amostras de MoS2 esfoliadas com poucas camadas e observamos GSH apenas para regiões com numero impar de camadas. Análises da intensidade da GSH com a polarização e energia do laser permitiram estudar a cristalografia deste material. |
Abstract: | Two-dimensional materials are crystalline structures with just a few atoms thick. The graphene, as well as molybdenum disulde (MoS2) are two well-known materials by this feature. In this thesis, we present how these nanostructures were investigated using spectroscopy and optical microscopy techniques to clarify about the energy dissipation mechanisms of electrons in graphene and the nonlinear optical interaction with few-layered MoS2 thin lms. Excited electrons in graphene lose energy due to various scattering processes. However, little is known about the efects of increasing disorder in the description of the electron dynamics in graphene. We investigated the dynamics of photo-excited electrons in graphene with diferent densities of defects using ultrafast optical spectroscopy in femtoseconds. Thus we obtain the energy relaxation time for these charge carriers and its dependence on the defect density. We observed a linear relationship between the scattering rate and the defect density. In addition, through a nonlinear optical microscopy, we measured the hot photoluminescence from graphene analyzing the electron temperature dependence on the defect density. These results can be explained using a theoretical model of supercollision. We also investigated the second-harmonic generation (SHG) in samples of MoS2 by nonlinear optical microscopy. We obtained SHG images for few layers MoS2 exfoliated samples and we observed SHG for regions with odd number of layers. By Analyzing the intensity of the SHG with the polarization and energy of the laser allowed to study the crystallography of this two-dimensional material. |
Subject: | Física |
language: | Português |
Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
Publisher Initials: | UFMG |
Rights: | Acesso Aberto |
URI: | http://hdl.handle.net/1843/BUBD-A4SLHH |
Issue Date: | 1-Jan-2014 |
Appears in Collections: | Teses de Doutorado |
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