Approche multispectroscopique pour l’étude de l’interaction laser-solides
Par Jérôme GAUDIN, Centre Lasers Intenses et Applications (CELIA), Université de Bordeaux, France
Mardi 26 Avril, 14h, Salle des séminaires, 3ème étage, Batiment A4
Abstract :
L’irradiation d’un solide par une impulsion femtoseconde modifie la structure du matériau de façon transitoire ou permanente. Le fait que l’énergie lumineuse soit déposée dans le système électronique en un temps plus court que le temps d’équilibration des températures électronique et ionique conduit a une situation ou le système électronique est chaud (typiquement quelques eV) alors que les atomes sont encore froids. La physique de cet état hors-équilibre thermodynamique (parfois appelé “warm dense matter”) est à mi-chemin entre la physique du solide et celle des plasmas, ce qui la rend pour le moment très complexe à modéliser. L’interaction conduit, suivant le type de matériaux (métaux, semi-conducteurs etc.), à des processus spécifiques tels que l’affaiblissement des liaisons (“bond softening”) conduisant à la fusion “non-thermique”, ou la création d’états liquides transitoires qui prennent place aux échelles femtoseconde/picoseconde. Le programme actuellement développé au sein du groupe PETRUX au CELIA a pour but de caractériser et de comprendre la dynamique de ces processus. Expérimentalement, cette compréhension nécessite de pouvoir mesurer les différents paramètres macroscopiques (températures, pression, constante diélectrique etc.) et microscopiques (ordre atomique, structure électronique etc.). Il est donc nécessaire d’appliquer une approche combinant plusieurs techniques expérimentales et différentes sources de lumière ultra-courtes (XFEL, source synchrotron, lasers optiques). En présentant les résultats de deux expériences (absorption X près des seuils (XANES) [1,2] et interférométrie fréquentielle (FDI) [3,4]) nous essaierons de montrer l’apport de cette approche “multi-spectroscopique”. Les résultats expérimentaux sont comparés à des simulations obtenues par méthode ab-initio ou de dynamique moléculaire classique. Ces résultats, outre leur intérêt purement fondamental, permettent de mieux comprendre des problèmes dans des champs aussi variés que la planétologie ou le stockage de données.
Reférences :
1. F. Dorchies, et al..Phys. Rev. B 92, 144201 (2015)
2. J. Gaudin, et al. Sci. Report B 4, 4724 (2014)
3. A. Levy, et al. Phys. Plasmas 22, 030703 (2015)
4. C. Fourment, et al.. Phys. Rev. B 89, 161110(R) (2014)