DEFESA DE TESE DE DOUTORADO #451 – TIAGO CAMPOLINA BARBOSA – 31/10/2025

Ao longo dos anos, as pesquisas em grafeno abriram caminho para o estudo de materiais bidimensionais (2D), o que deu origem ao estudo de heteroestruturas de Van der Waals (vdW-H). Em adição às vdW-H, surgiu a área chamada de Twistrônica, que é o estudo da influência do ângulo entre camadas atômicas sobre as propriedades físicas dessas heteroestruturas. Nesta tese, apresentamos a fabricação de heteroestruturas de bicamadas de grafeno giradas (TBG) com diferentes ângulos relativos entre as camadas e estudamos suas propriedades ópticas e estruturais. Em um primeiro trabalho, utilizamos espectroscopia Raman para estudar as TBG fabricadas sobre nitreto de boro hexagonal em função do ângulo relativo entre as camadas na faixa de 0,03º a 3,40º. Três linhas de laser foram utilizadas e as principais bandas Raman do grafeno (G e 2D) foram analisadas. Nossos resultados mostram que interações elétron- fônon modificam a largura da banda G, atingindo um máximo na região do ângulo mágico (θm ≈ 1,1º) independente da linha de excitação do laser. Além disso, mostramos que o formato de linha da banda 2D para ângulos abaixo de θm é ditado pela rede cristalina e depende tanto de regiões de empilhamento Bernal (AB e BA) como de regiões de empilhamento AA e de sólitons de strain (SP). No segundo trabalho, realizamos um estudo de microscopia óptica de varredura de campo próximo do tipo espalhamento na região do infravermelho (IR s-SNOM) de amostras de TBG fabricadas sobre talco, um filossilicato natural que induz dopagem espontânea do tipo p no grafeno, em função da frequência do laser de excitação na faixa de 920 cm-1 a 1140 cm-1. Nesse trabalho, investigamos as propriedades plasmônicas das amostras e observamos que a alta dopagem promove uma forte interação entre os plásmons do grafeno e os fônon- poláritons do talco, levando à formação de modos plásmon-fônon-poláritons de superfície (SP3) altamente confinados. Para frequências acima de 980 cm-1, observamos uma transição de ondas plasmônicas de superfície para o aparecimento de padrões de Moiré, indicando modificações da condutividade óptica local devido às fronteiras de sólitons das TBG.

LINK DO ZOOM: https://zoom.us/j/99812360783?pwd=WJlu6xTWihTGTkUzQ4WTkx3ifJSTI7.1