Faits marquants scientifiques 2020

18 juillet 2020

Au XIXème siècle, obtenir une photographie nécessitait de longs temps de pose, car les pellicules étaient très peu sensibles. Le problème subsiste en photographie moderne : si l'obturateur est trop rapide, trop peu de photons entrent dans l'appareil pour obtenir une bonne image. Ensuite, la résolution ultime de l'image est limitée par les longueurs d'onde de lumière utilisées (typiquement quelques centaines de nanomètre pour les longueurs d'onde du visible).

De plus, pour les durées extrêmemement courtes, une impulsion lumineuse de durée attosecondes (quelques 10-18 s) est nécessairement composée d'un spectre très large en longueurs d'onde, dont la superposition brouille toute figure d'interférences. Ceci rend inefficace les méthodes usuelles de récupération d'image à partir d’algorithmes de résolution de problèmes inverses, bien connus au LIDYL. Tenant compte de ces limites, comment obtenir alors l'image d'un objet nanométrique avec une résolution attoseconde ?
Les chercheurs du LIDYL et du Synchrotron Soleil présentent une méthode originale pour dés-intriquer les contributions spectrales d'une impulsion attoseconde. Des images de très bonne qualité ont pu être reconstituées à partir de cette méthode, ce qui ouvre la voie à une imagerie à résolution nanométrique et attoseconde, accessible à partir des faisceaux de lumière générés par des sources de type Attosecond XFELs ou par génération d’harmoniques laser d’ordre élevé (ATTOLAB).

19 février 2020

Dans les cellules photovoltaïques, l'absorption d'un photon par un matériau semi-conducteur crée une paire électron-trou (appelée exciton), résultant de l’excitation d’un électron de la bande de valence vers la bande de conduction. Si l'énergie du photon absorbé est supérieure à celle de la bande interdite du semi-conducteur, la paire électron-trou formée possède un excès d’énergie qui sera rapidement dissipé, typiquement sous forme de chaleur (relaxation aux bords de bande). Extraire les porteurs de charge "chauds" (c.à.d. avant leur relaxation) pourrait permettre de doubler l’efficacité des dispositifs photovoltaïques.

Dans les dispositifs lumineux tels que les LEDs ou lasers, une relaxation rapide des porteurs chauds est plutôt recherchée. Il est ainsi important de comprendre les mécanismes de relaxation électronique.

Pour toutes ces applications, les matériaux pérovskites halogénées présentent des propriétés optiques et électroniques particulièrement intéressantes. Ces propriétés ont récemment été aussi étudiées dans le cas de nanostructures, où les effets de confinement modifient de manière radicale la structure électronique du matériau, ce qui doit influer sur les taux de relaxation. Dans l’équipe DICO du LIDYL, le rôle du confinement quantique sur la relaxation a été exploré par une expérience de spectroscopie optique  femtoseconde (1 fs = 10-15 s) : dans des nano-plaquettes de pérovskite de quelques monocouches d’épaisseur, il est montré que le temps de relaxation reste très court (quelques centaines de fs).  Alors que l'écartement des niveaux électroniques induit par la nanostructuration devrait atténuer la principale source de dissipation via le couplage avec les phonons, ces résultats mettent en évidence qu'un autre chemin de relaxation particulièrement efficace en confinement fort existe et qui semble liée aux ligands en surface de ces nanostructures colloïdales.

14 avril 2020

Les études sur l'influence de rayonnements de toutes natures sur la matière biologique ont des enjeux à la fois pour la protection de la santé et pour les moyens thérapeutiques qu'elles peuvent offrir. Radiobiologie (effets de particules ionisantes) et photobiologie (effets de la lumière) contribuent chacun dans leur domaine.

Par une expérience originale combinant faisceaux d'électrons et de lumière une collaboration de l'Université Paris-Saclay, impliquant le LIDYL et le NIMBE, associée à la start up ITeox, montre que les effets des deux types de faisceau présente des similarités, en particulier dans la formation d’états excités de l'ADN, et des différences dans la nature des états excités formés qu'il faudra  explorer.

14 avril 2020

Les études sur l'influence de rayonnements de toutes natures sur la matière biologique ont des enjeux à la fois pour la protection de la santé et pour les moyens thérapeutiques qu'elles peuvent offrir. Radiobiologie (effets de particules ionisantes) et photobiologie (effets de la lumière) contribuent chacun dans leur domaine.

Par une expérience originale combinant faisceaux d'électrons et de lumière une collaboration de l'Université Paris-Saclay, impliquant le LIDYL et le NIMBE, associée à la start up ITeox, montre que les effets des deux types de faisceau présente des similarités, en particulier dans la formation d’états excités de l'ADN, et des différences dans la nature des états excités formés qu'il faudra  explorer.



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