Explorando o uso de Materiais 2D Não Centrossimétricos e Engenharia de Interfaces no design de dispositivos fotovoltaicos

Resumo: O desenvolvimento de materiais bidimensionais não centrossimétricos e de heteroestruturas de van der Waals tem aberto novas perspectivas para a próxima geração de dispositivos fotovoltaicos e optoeletrônicos. Nesses sistemas, efeitos associados à geometria quântica dos estados eletrônicos, como o efeito fotovoltaico de volume e a shift current, permitem a geração de fotocorrentes sem a necessidade de junções semicondutoras convencionais, oferecendo rotas promissoras para conversão eficiente de energia e detecção óptica.

Este projeto propõe investigar, por meio de cálculos de primeiros princípios, modelagem teórica e simulações computacionais avançadas, o papel da não centrossimetria e da engenharia de interfaces no controle das propriedades eletrônicas, ópticas e fotovoltaicas de materiais 2D e heteroestruturas. O foco será direcionado para a compreensão de mecanismos associados à geometria quântica, redistribuição de carga interfacial, efeitos de confinamento e resposta óptica não linear, visando identificar plataformas com potencial aplicação em dispositivos fotovoltaicos, fotodetectores e tecnologias de conversão de energia.

Além disso, o projeto explorará o uso de algoritmos quânticos para o cálculo de propriedades eletrônicas e topológicas associadas à geometria quântica dos materiais. Serão investigados protocolos quânticos voltados para a extração de fases de Berry, números de Chern e respostas ópticas não lineares, buscando desenvolver abordagens computacionais alternativas para problemas cuja complexidade cresce exponencialmente em métodos clássicos. Dessa forma, o trabalho conecta materiais quânticos, computação quântica e tecnologias fotovoltaicas emergentes em uma agenda integrada de pesquisa científica e inovação tecnológica.

Data de início: 02/01/2026
Prazo (meses): 48

Participantes:

Papel	Nome
Aluno Doutorado	CLEONER DE SOUZA PIETRALONGA
Aluno Doutorado	NATHANAEL NARDOTO BATISTA
Aluno Doutorado	GUILHERME JANONE DOS REIS E VAZ DE OLIVEIRA INACIO
Coordenador	WENDEL SILVA PAZ