Fotónica em Materiais

Objetivos

A disciplina de Fotonica em Materiais tem como objectivo ensinar os conceitos básicos do ramo de física aplicada relacionados com a interação luz-matéria. Pretende-se introduzir aos alunos as áreas de óptica de ondas, mecânica quântica e física do estado sólido, para que ganhem bases conceptuais sólidas nestes domínios que poderão depois ser aprofundadas em disciplinas lecionadas posteriormente.

A disciplina terá um forte carácter aplicado, pelo que todos os temas tratados serão enquadrados no contexto da investigação e desenvolvimento tecnológico actual. O seminário sobre simulação numérica e a prática laboratorial contribuiram bastante neste aspecto, dado que permitirão aos alunos acompanhar uma experiência real de nanofotónica e seguir os passos de desenho, fabrico, caracterização e interpretação dos resultados.

A disciplina está organizada em 6 módulos:

1)   Introdução – apresentação da disciplina e do que é esperado dos alunos. Seminário introdutório sobre a história dos principais desenvolvimentos relacionados com os campos da disciplina.

2)   Óptica Aplicada – conceitos fundamentais de óptica aplicada, electromagnetismo e natureza ondulatória da luz, começando por introduzir princípios análogos de mecânica clássica (osciladores e ondas).

3)   Mecânica Quântica – introdução a física quântica, com foco nos aspectos relacionados com fotónica e com a dualidade onda-partícula.

4)   Física de Estado Sólido – conceitos básicos de física de estado sólido, por forma a descrever as propriedades da matéria (e.g. estrutura de bandas, índice de refracção, etc) que regem a sua interação com a luz.

5)   Tópicos de I&D – princípios científicos e tecnológicos que estão na base dos temas de investigação, relacionados com fotónica e fotovoltaico (ex: captação e aprisionamento de luz em cálulas solares) e detecção óptica (ex: SERS), em desenvolvimento no grupo MEON do CENIMAT-UNINOVA, e envolvendo aspectos cruciais das actividades de I&D: simulação computacional, desenvolvimento experimental, fabricação e caracterização de dispositivos.

6)   Laboratório – lições realizadas nos laboratórios do CENIMAT-UNINOVA onde os alunos participam numa experiência que envolve a caracterização de dois tipos diferentes de estruturas de aprisionamento de luz para células solares: um reflector plasmónico e uma micro-estrutura dieléctrica, para integração no lado traseiro e frontal de dispositivos fotovoltaicos de filme fino, respectivamente.