Nanoscopia
Óptica
Microfabricação a Laser
Caracterização de Materiais
Conheça as linhas de pesquisas que desenvolvemos no GON
O GON desenvolve linhas de pesquisa na fronteira do conhecimento em física nas áreas de Óptica e Nanoscopia. Nosso ambiente de pesquisa está acoplado aos programas de pós-graduação em FÍSICA (mestrado e doutorado) e em MATERIAIS (doutorado) da UFAL. Contamos com visitas frequentes de pesquisadores estrangeiros e de outros centros do país, além de pós-doutorandos e estudantes de pós-graduação realizando estágios de média e curta duração. As principais linhas de pesquisa desenvolvidas no GON são descritas a seguir:
Uma técnica muito importante na caracterização de materiais é a Microscopia de Varredura por Sonda (MVS) e suas variantes, com as quais é possível observar, manipular e explorar os vários efeitos físicos de nanoestruturas e amostras biológicas com precisão nanométrica. O GON possui um sistema de MVS, Nanonics Multiview 4000, que está integrado com um espectrômetro Raman, permitindo realizar a técnica de microscopia Raman Confocal simultaneamente com as medidas das variantes da MVS, tais como Microscopia de Força Atômica, Microscopia de Força Elétrica, nanoindentação e de nanopipetagem. Além da técnica de Microscopia óptica de Campo Próximo, dentre outras. Vale salientar que a característica única desse sistema é a de integrar várias variantes da MVS, em 3 sondas de modo independente, permitindo uma gama de investigações de diferentes propriedades físicas, associada a cada variante da MVS, de modo simultâneo.
Atualmente, esta linha de pesquisa vem abrindo novos horizontes, sobretudo com o grupo de biologia celular da UFAL, onde diversos estudos têm sido realizados utilizando a Espectroscopia Raman em conjunto com métodos estatísticos multivariados para mostrar a diferenciação de células submetidas a diferentes tipos tratamentos e/ou infecções por doenças ou vírus. Por outro lado, a técnica de AFM tem sido utilizada para estudar características morfologicas e propriedades biomecânicas da amostra biológicas.
Quanto à caracterização de nanoestruturas, realizamos diversos estudo na caracterização de propriedades eletrônicas, magnéticas e elétrica de nanomateriais bidimensionais, tais como o Grafeno e o Dissulfeto de Molibdênio (MoS2), utilizando as técnicas de Espectroscopia Raman Amplificada por Sonda (TERS), Microscopia de Força Eletrostática e Microscopia de Força Magnética.
Nosso grupo tem dois grandes tópicos relacionados à manipulação da luz: Óptica Clássica e Óptica Quântica.
Ao fazer uso do Spatial Light Modulator (SLM), alcançamos uma ótima posição em termos de técnicas de modelagem de feixe. Isso nos permite controlar a distribuição do campo transversal como desejar, gerando feixes estruturados complexos como Laguerre-Gaussian, Hermite-Gaussian, Ince-Gaussian, Bessel, Mathieu e speckles controlados, para citar alguns. Estudos envolvendo autorreconfiguração e controle estatístico de feixes speckle, levando a aplicações como microscopia multicamadas e reconstrução de imagens após meios altamente difusivos, compõem nossos interesses em óptica linear. No que diz respeito à óptica não linear, a análise fundamental de processos de mistura de duas e quatro ondas está em desenvolvimento nos últimos anos. Além das misturas de ondas, estamos também interessados na interacção da luz estruturada com cristais fotorefractivos e meios nanométricos engendrados.
Recentemente construímos um laboratório muito novo para experimentos de óptica quântica. Aqui, pretendemos estudar protocolos quânticos como teletransporte quântico, emaranhamento quântico, comunicação quântica, por exemplo. Junto com o laboratório µFab, também estamos interessados na propagação de fótons em guias de ondas acoplados usando vidros dopados. Neste contexto, os guias de onda atuam como meios acoplados de ganho e perda, onde é possível o estudo de sistemas não Hermitianos que possuam simetria PT.
Como característica recente, a fabricação de microestruturas é realizada usando um sistema Newport µFab e fontes de lasers ultracurtos. Através da técnica de polimerização de dois fótons em fotorresistes específicos, é possível construir biomateriais (scaffolds celulares utilizando resinas biocompatíveis). Além disso, a interação não linear entre o laser fs e os materiais transparentes pode ser usada para modificar as propriedades ópticas do material possibilitando a construção de dispositivos micro-ópticos (microlentes, matriz de lentes, elementos ópticos difrativos) e guias de onda possuindo novas propriedades dependendo da material usado.
As propriedades físicas e químicas dos materiais dependem intrinsecamente do arranjo atômico. Portanto, conhecer suas características estruturais e seu arranjo espacial, forma, defeitos e inclusões nos permite compreender propriedades, propor modificações e/ou novos processos de produção. Além disso, esse conhecimento também facilita a modelagem de funções e o projeto de estruturas semelhantes com propriedades distintas. Assim, a caracterização estrutural de um material é uma etapa básica para qualquer estudo, seja para pesquisa fundamental ou para fins de aplicação. Por isso, as caracterizações são realizadas no laboratório multiusuário, atendendo 10 grupos de pesquisa da Universidade Federal.
Estamos sempre interessados em ouvir colegas cientistas que desejam trabalhar conosco.