Propuesta de tesis doctoral en nano-fotónica para presentación en CONICET

Destinada a: Graduados en Física, Química o Ingeniería interesados en presentarse a la convocatoria 2019 de becas doctorales de CONICET.

Proyecto: Fotónica no-lineal en nanoantenas ópticas y materiales bidimensionales

Lugar de Trabajo: Laboratorio de Electrónica Cuántica, Departamento de Física, FCEN, IFIBA-CONICET, Universidad de Buenos Aires.

Tema

Cuando un haz de luz intenso incide sobre un material, numerosos efectos ópticos no-lineales tienen lugar, como ser la generación de armónicos, de suma y diferencia de frecuencias, y la mezcla de cuatro ondas. Aplicados en la nanoescala, estos procesos pueden ser de amplia utilidad en el desarrollo de circuitos fotónicos, dispositivos optoelectrónicos, y aplicaciones en nanomedicina. En este marco, este proyecto plantea explorar propiedades ópticas no-lineales en nanomateriales resonantes. Específicamente, se propone el estudio de nanoantenas ópticas, semiconductores bidimensionales, y sistemas híbridos, utilizando pulsos láser ultracortos de 50 femtosegundos de duración. Se planea además analizar el efecto de aplicar fuerzas localizadas en escalas de nanómetros combinando microscopías ópticas con microscopías de barrido por sonda.

Las nanoantenas ópticas son nanoestructuras metálicas o semiconductoras capaces de enfocar la luz en volúmenes sub-longitud de onda, amplificando considerablemente la intensidad local del campo eléctrico de la luz. Por otro lado, los materiales bidimensionales (2D) son aquellos que cuentan con una única capa atómica de espesor, dando lugar a propiedades fascinantes que emergen sólo en estas condiciones. Por ejemplo, ciertos semiconductores de banda prohibida indirecta adquieren una banda prohibida directa sólo cuando su espesor se reduce al de una monocapa. Tanto las nanoantenas fotónicas como los semiconductores 2D presentan fenómenos de resonancia que pueden intensificar enormemente efectos ópticos no-lineales.

Juntamente con el trabajo experimental, el proyecto involucrará el desarrollo de simulaciones numéricas para el diseño de nanoantenas ópticas y su análisis teórico. La fabricación de las mismas será realizada a través de una colaboración con el Hybrid Nanosystems Research Group de la Universidad Ludwig-Maximilians de Múnich, Alemania, el cual el/la estudiante tendría la oportunidad de visitar.

Para mayor información

Dra. Andrea Bragas (bragas@df.uba.ar)
Dr. Gustavo Grinblat (grinblat@df.uba.ar)

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