Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-A9CPXU
Type: Tese de Doutorado
Title: Estudo de propriedades estruturais e óticas de heteroestruturas formadas com materiais bidimensionais
Authors: Ingrid David Barcelos
First Advisor: Angelo Malachias de Souza
First Co-advisor: Rodrigo Gribel Lacerda
metadata.dc.contributor.advisor-co2: Christoph Deneke
First Referee: Ricardo Wagner Nunes
Second Referee: Cristiano Fantini Leite
Third Referee: Daniela Zanchet
metadata.dc.contributor.referee4: Gustavo Soares Vieira
Abstract: Nesta tese apresentamos a fabricação de heteroestruturas formadas a partir de materiais bidimensionais com a finalidade de estudar suas propriedades estruturais e ópticas. Os resultados mostram que é possível integrar materiais bidimensionais em heteroestruturas com interfaces bem definidas. Duas metodologias independentes foram utilizadas. A primeira metodologia consiste no enrolamento de filmes finos para fabricar micro- e nano-tubos de InGaAs/Cr/grafeno. Neste sistema estudamos as interações e as propriedades estruturais de mono- e multicamadas de grafeno inseridas em heteroestruturas com simetria cilíndrica. Fomos capazes de recuperar os valores para as constantes elásticas do grafeno por meio de um método que impõeuma curvatura homogênea e não-local e mostramos que os efeitos apenas de curvatura não modificam a assinatura Raman do grafeno até um limite inferior de raio da ordem de 600 nm. A segunda metodologia utiliza um sistema de transferência discreta de camadas atômicas de materiais bidimensionais esfoliados micromecanicamente, formando heteroestruturas de Van der Waals (VdW) de grafeno/nitreto de borohexagonal (hBN). Apresentamos um estudo das propriedades ópticas destas estruturas com ênfase nos efeitos devido à polaritons utilizando a técnica de espalhamento de infravermelho por microscopia de campo próximo (IR s-SNOM). Ao menos duas classes diferentes de propagação de polaritons são conhecidas em sistemas grafeno/hBN: plasmons-polaritons de superfície (SPP ou SP2) no grafeno, efônons-polaritons hiperbólicos (HPP ou HP2) no hBN. Aqui relatamos a observação de uma hibridização destes modos, resultando em modos próprios da heteroestrutura grafeno/hBN. Estes modos serão designados por plasmon-fônons polaritons de superfície (SPPP) e são produzidos por oscilações coerentes da densidade de elétrons no grafeno e vibrações da rede do hBN.
Abstract: In this thesis we describe the fabrication of two-dimensional materialheterostructures for the study of structural and optical properties. Our results show that it is possible to build heterostructures with well-defined interfaces in which twodimensional materials are integrated. Two invependent methods were used. The first method consists in rolling thin films to produce InGaAs/Cr/Graphene micro- and nanotubes. In such system the interactions and structural properties of single and multilayer graphene inserted into cylindrical heterostructures are investigated. We were able to retrieve elastic constant values for graphene through a method that imposes homogeneous and non-local curvature. We show that curvature effects solely do not modify the Raman signature of graphene down to a lower limit of 600 nm radius. The second method uses a discrete atomic layer transfer system that is used to build Van der Waals heterostructures of exfoliated two-dimensional materials such asgraphene on hexagonal boron nitride (hBN). We present scattering-scanning near-field optical microscopy (s-SNOM) results in the infrared region that allow the study of optical properties of these structures with emphasis on the effects generated by polaritons. Two distinct polariton propagation phenomena are well known in thegraphene/hBN system: (i) surface plasmon-polaritons (SPP or SP2) on graphene and hyperbolic phonon-polaritons (HPP or HP2) on hBN. We describe the observation of mode hibridization, resulting on specific graphene/hBN heterostructure modes. These modes are named surface plasmon-phonon polaritons (SPPP) and are induced by electron density oscillations on graphene and lattice vibrations on hBN.
Subject: Optica fisica
Óticas de heteroestruturas
Propriedades estruturais
Materiais bidimensionais
Física
Grafeno
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-A9CPXU
Issue Date: 27-Aug-2015
Appears in Collections:Teses de Doutorado

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
ingrid_barcelos___tese.pdf9.72 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.