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Séminaire général de l’INSP

Faisceaux d’électrons femtosecondes pour l’exploration de la dynamique structurelle dans la matière condensée - Jérôme Faure - Jeudi 23 avril 2020 à 16 h 30

INSP - Sorbonne Université - 4 place Jussieu - 75005 Paris - Barre 22-23, 3e étage, salle 317

Jérôme Faure - LOA

Résumé

La diffraction d’électrons résolue en temps est une technique puissante pour étudier la dynamique du réseau cristallin dans les échantillons solides. Elle repose sur l’utilisation de faisceaux d’électrons ultrabrefs (300 fs - 1 ps) qui constituent la sonde dans des expériences de type pompe-sonde. Dans cet exposé, je montrerai des résultats obtenus récemment concernant la dynamique d’une transition de phase de type « onde de densité de charge » dans le composé GdTe3. La diffraction d’électrons permet d’obtenir des informations uniques sur la dynamique de l’amplitude et de la phase du paramètre d’ordre, ainsi que sur le ralentissement critique qui se produit lorsque l’on se rapproche de la température critique de la transition.

La seconde partie de cet exposé traitera du développement de nouvelles sources d’électrons, dont l’objectif est de réduire la durée des impulsions électroniques à quelques femtosecondes. je montrerai comment il est aujourd’hui possible d’accélérer des électrons à des énergies relativistes en utilisant des lasers d’énergie modeste (quelques mJ) mais de durées extrêmement brèves : 3-4 femtosecondes. Le laser, focalisé dans un gaz, commence tout d’abord par créer un plasma, et y excite une onde de sillage dans laquelle les électrons sont piégés puis accélérés. Je donnerai un aperçu des points essentiels de cette physique ainsi qu’un résumé des résultats expérimentaux obtenus dans notre équipe dans les dernières années. Je conclurai en montrant comment ces faisceaux d’électrons relativistes, obtenus dans l’interaction d’un laser avec un plasma, pourraient être utilisés pour sonder la dynamique de la matière condensée avec des résolutions temporelles inégalées de l’ordre quelques femtosecondes.