Controlando a interação entre fótons e fônons

Destaque em Física, semana de 07 de Julho de 2016

destaque 07072016Assim como as ondas eletromagnéticas se comportam como partículas (fótons) em sua descrição quantizada, os modos vibracionais de um cristal também apresentam aspectos de partícula quando quantizados. Os quanta vibracionais são denominados fônons, porém como dependem da existência de um cristal, não têm existência como partícula livre, portanto os fônons são denominados quase-partículas.

Os fônons influenciam o comportamento de outras partículas no meio, como por exemplo interagindo com elétrons. A interação elétron-fônon é responsável tanto pela resistividade elétrica quanto pela supercondutividade de materiais. Essas interações podem se tornar ainda mais relevantes em estudos de nanotecnologia, em que o comportamento individual de cada componente do sistema tem maior importância relativa, em particular os efeitos de superfície.

O chamado espalhamento Brillouin ocorre quando fótons incidem em um meio material, absorvendo ou emitindo um fônon. Neste tipo de espalhamento a frequência dos fótons incidente e emergente diferem pela frequência do fônon.  Dois processos físicos contribuem para o espalhamento Brillouin em nano-estruturas fotônicas: um efeito de volume e outro de superfície. Agindo simultaneamente, os dois mecanismos permitem controlar o espalhamento Brillouin no sentido de aumentar ou diminuir sua eficácia.

Um estudo, realizado no Instituto de Física Gleb Wataghin da Unicamp (Universidade Estadual de Campinas), demonstrou experimentalmente a possibilidade de cancelar perfeitamente o espalhamento de Brillouin em um nanofio de sílica. A estrutura favorável ao cancelamento do efeito de volume pelo efeito de superfície foi identificada acompanhando a eficácia do efeito resultante em nanofios com diferentes diâmetros.

O trabalho, desenvolvido pelo grupo de Paulo Dainese, foi publicado em 10 de junho na "Nature Communications". O efeito foi denominado pelos autores Brillouin scattering ‘self-cancellation’ (BSC).

Para ler o artigo completo, clique aqui.

Assessoria de comunicação da SBF

Salvador Nogueira
Tel: +55 11 99178-9661
E-mail:  Este endereço de e-mail está protegido contra spambots. Você deve habilitar o JavaScript para visualizá-lo.
Twitter: http://twitter.com/sbfisica
Facebook: http://www.facebook.com/sbfisica

 

PION

Portal SBF de
Divulgação da Física