[pt] CARACTERIZAÇÃO ÓPTICA E OTIMIZAÇÃO DE MATERIAIS BIDIMENSIONAIS E NANOMÉTRICOS

[en] OPTICAL CHARACTERIZATION AND OPTIMIZATION OF NANO AND 2D MATERIALS

[pt] YAN DALTON RODRIGUES MACHADO

[pt] OTIMIZACAO

[pt] MATERIAL 2D

[pt] APRENDIZADO DE MAQUINA

[pt] CARACTERIZACAO OPTICA

[pt] NANOMATERIAL

[pt] LASER

[pt] ESPALHAMENTO

[en] OPTIMIZATION

[en] 2D MATERIAL

[en] MACHINE LEARNING

[en] OPTICAL CHARACTERIZATION

[en] NANOMATERIAL

[en] LASER

[en] SCATTERING

[pt] A caracterização óptica e otimização de materiais nano e bidimensionais (2D) são fundamentais para o avanço de dispositivos e aplicações fotônicas. Esta dissertação está dividida em quatro diferentes linhas de pesquisa em óptica e apresenta uma abordagem integrada combinando métodos experimentais e computacionais para investigar e aprimorar as propriedades ópticas destes materiais. Primeiro, os fenômenos de espalhamento de luz foram explorados usando sistemas de laser aleatórios e simulações numéricas para determinar a eficiência de diferentes nanomateriais naturais. Em segundo lugar, técnicas de espalhamento hiper-Rayleigh foram empregadas para caracterizar a geração de segundo harmônico, revelando a resposta óptica não linear de nanocristais. Além disso, o comportamento óptico dos dichalcogenetos de metais de transição (TMDs) sob excitações externas, como campos elétricos variados, foi estudado sistematicamente, proporcionando uma compreensão mais profunda de suas propriedades e degradação. Por fim, a otimização de nanomateriais foi abordada através da aplicação de um algoritmo genético multiobjetivo (MOGA), possibilitando a identificação de geometrias com propriedades ópticas aprimoradas para nanomateriais metálicos.

[en] The optical characterization and optimization of nano- and two-dimensional (2D) materials are fundamental for advancing photonic devices and applications. This dissertation is divided into four different investigations on optics and presents an integrated approach combining experimental and computational methods to investigate and enhance the optical properties of these materials. First, light scattering phenomena was explored using random laser systems and numerical simulations to determine the scattering efficiency of different natural nanomaterials for various applications such as phototherapy devices. Second, hyper-Rayleigh scattering (HRS) technique was employed to characterize the second-harmonic generation, revealing nonlinear optical responses of nanocrystals. Additionally, the optical behavior of transition metal dichalcogenides (TMDs) under external excitations, such as varying electric fields, was systematically studied, providing a deeper understanding of their tunable properties and degradation mechanism. Finally, the optimization of nanomaterials was addressed through the application of a multi-objective genetic algorithm (MOGA), enabling the identification of geometrical configurations with enhanced optical properties for plasmonic applications.

ISABEL CRISTINA DOS SANTOS CARVALHO

ISABEL CRISTINA DOS SANTOS CARVALHO

ANDRE DE LIMA MOURA

MAURICIO ALMEIDA CAIUT

2025-03-25

2025-01-24

[pt] TEXTO

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INGLÊS

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=69751@1

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https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.69751