Defesa de Tese de Doutorado #398 – Lucas Lafetá Prates da Fonseca – 03/06/2022

Propriedades ópticas não lineares em semicondutores bidimensionais e materiais biológicos

Autor: Lucas Lafetá Prates da Fonseca

Banca Examinadora

Prof. Leandro Malard Moreira (Orientador)

DF/UFMG

Prof. Leandro Malard Moreira (Orientador)

DF/UFMG

Prof. Paulo Sérgio Soares Guimarães

DF/UFMG

Prof. Ubirajara Agero Batista

DF/UFMG

Profa. Jaqueline dos Santos Soares

DF/UFOP

Prof. Christiano José Santiago de Matos

Mackenzie / MackGraphe

Orientação

Resumo do Trabalho

Esta tese aborda as aplicações das técnicas de óptica não linear em diferentes tipos de materiais. Sobretudo abordamos as aplicações da geração de segundo harmônico e mistura de quatro ondas em materiais bidimensionais da família dos dicalcogenetos de metais de transição. Além disso, utilizamos técnicas de espectroscopia Raman e Raman estimulado para identificação de depósitos de proteína beta-amilóide no cérebro de camundongos geneticamente modificados para desenvolver a doença de Alzheimer. No primeiro caso utilizamos a geração de segundo harmônico, que é um efeito de óptica não linear de segunda ordem, e da mistura de quatro ondas, fenômeno de terceira ordem, para identificar ressonâncias com os excitons de monocamadas de MoS2, MoSe2 e WS2. Além disso, utilizamos essas mesmas técnicas para medir e caracterizar a susceptibilidade elétrica desses materiais dentro e fora da ressonância dos excitons. Esses resultados foram comparados com valores experimentais medidos por diferentes técnicas ópticas disponíveis na literatura.
Para o caso dos biomateriais, estudamos as placas formadas pelo acúmulo de beta-amilóide no cérebro dos camundongos. Realizamos além de medidas de Raman convencional para caracterizar as placas, a geração de segundo harmônico, a autofluorescência por excitação de dois fótons, a fluorescência por excitação de dois fótons utilizando marcadores, com o intuito de observar as placas além de determinar sua composição. Além disso, utilizamos técnicas de Raman estimulado, nesse caso o SRS e o CARS, com a finalidade de reduzir o tempo de exposição do material em relação ao hiper espectro Raman convencional para detectar placas relativas a picos Raman específicos. Com base nos resultados destas diferentes técnicas fomos capazes de diferenciar os animais por idade utilizando a técnica de análise de componente principal. Um outro aspecto do estudo foi combinar as análises de SRS com medidas de fluorescência por excitação de dois fótons marcando células da glia com o intuito de diferenciar as células que participam da formação da placa beta-amilóide.