Effet de champ sous éclairement ultra-bref. Application à la sonde atomique

par Jonathan Houard

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Bernard Deconihout et de Angela Vella.

Soutenue en 2010

à Rouen .

mots clés

• Spectrométrie de masse à temps de vol
• Lasers femtoseconde
• Sondes atomiques tomographiques
• Émission de champ
• Nanophotonique

Résumé

De nombreuses techniques d'étude ou de structuration des matériaux sont basées sur l'interaction entre la lumière et une pointe dont l'extrémité est sub-longueur d'onde (pointe nanométrique). La sonde atomique tomographique (La-APT) est une de ces techniques. Un laser à impulsions femtosecondes (10-15 seconde), focalisé sur un échantillon mis sous la forme d'une pointe nanométrique, déclenche l'évaporation par effet de champ des atomes situés à la surface de l'extrémité de la pointe. Cependant, la nature exacte du phénomène était méconnue. Les expériences réalisées au sein d'une sonde atomique équipée d'un laser entièrement paramétrable montrent qu'un phénomène thermique ultrarapide (<50ps) est principalement impliqué dans l'évaporation par effet de champ observé en La-APT. Cette technique permet d'avoir accès à la dynamique de chauffage et de refroidissement de l'extrémité d'une pointe nanométrique, cela à une échelle spatiale et temporelle plus fine que de nombreuses autres techniques. Une modélisation multi-physique a été développée et permet de faire le lien entre les propriétés d'absorption et les résultats en La-APT.

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