Dynamique et Interactions en phase Condensée

Responsable : Gérard BALDACCHINO

Le groupe Dynamique et Interactions en phase COndensée (DICO) rassemble les chercheurs du LIDYL et du LPMS qui étudient les réponses de la matière sous forme solide ou liquide lorsqu'elle est soumise à une excitation lumineuse, et plus généralement à un rayonnement ionisant. Nous nous intéressons à des échelles temporelles ultrabrèves, allant du cycle optique (attoseconde - 10-18s) aux échelles typiques de la chimie radicalaire (μm-ms).

Nous utilisons de nombreuses techniques spectroscopiques, la plupart reposant sur l'utilisation de sources lasers disponibles au LIDYL (telles que Attolab, UHI100 et Nanolight), mais aussi d'autres faisceaux par collaboration, en dehors du laboratoire. 

Nos thèmes de recherches sont riches et décrits ci-dessous.

 

Dynamique électronique dans les diélectriques

Nous étudions les processus d’excitation et de relaxation électronique dans les diélectriques excités par une impulsion laser ultra-courte et intense. Nos techniques d'analyse sont principalement la réflectivité et absorption transitoire dans l'ultraviolet, le visible et l'infrarouge.

 

Spectroscopie attoseconde des matériaux

Nous utilisons la spectroscopie attoseconde pour observer la dynamique photo-induite dans les solides à des échelles de temps encore inexplorées. Nos sujets principaux sont (i) l'étude de dynamiques électroniques dans des matériaux fortement corrélés, qui peuvent présenter des transitions de phases quasi-instantanées; (ii) l'exploration de de couplages directs entre le champ électrique et le spin des électrons, permettant une manipulation ultrarapide de propriétés telles que la magnétisation ou la topologie.

 

Molécules biologiques sous excitation UV-visible

Nous nous intéressons aux premiers évènements ayant lieu dans les hélices d’ADN, entre l’instant d’absorption d’un photon et les réactions photochimiques. Nous étudions des états excités de Franck-Condon, la redistribution de l’énergie d’excitation entre divers états excités, l’ionisation à un photon ainsi que les propriétés des radicaux générés.

 

Physique des surfaces par photoémission résolue en angle et en spin

Nous réalisons des expériences visant à comprendre les phénomènes élémentaires en surface et aux interfaces. Le but est d’explorer comment la structure électronique détermine les propriétés des matériaux. Notre outil d’analyse principal est la photoémission résolue en angle, temps, et spin, qui est l’une des techniques les plus puissante pour analyser la structure électronique et magnétique des matériaux.

 

Dynamique réactionnelle dans les structures de traces de particules ionisantes - effet de débits de dose extrêmes

Nous nous intéressons à la chimie radicalaire dans l’eau, le solvant le plus rependu sur Terre et aussi celui du vivant. Cette chimie très hétérogène spatialement est produite par des rayonnement ionisants comme des électrons, des protons ou des ions lourds accélérés et s’étend de 10-16 s à 1 µs. Nous nous focalisons sur les phénomènes se produisant avec des densités fortes d’ionisation que l’on rencontre par exemple dans les pics de Bragg (fins de trace), ou encore avec des débits de dose extrêmes.

 

Génération d’harmoniques dans les solides

La génération d’harmoniques d’ordre élevé est un processus ultra nonlinéaire qui se produit lorsqu’un cristal interagit avec un champ laser très intense, et qui consiste en l’émission d’impulsions ultrabrèves (femtosecondes à attosecondes) de courtes longueurs d’onde (jusqu’à 50 nm). Du point de vue fondamental, la caractérisation du rayonnement permet de remonter aux propriétés intrinsèques du matériau ainsi qu’aux dynamiques électroniques lors de l’interaction. D’un point de vue plus appliqué, nous l’utilisons pour développer de nouvelles sources de rayonnement mis en forme spatio-temporellement pour les applications.

 

Génération de rayonnement XUV pour la métrologie

Nous utilisons le rayonnement laser cohérent de courte longueur d’onde pour développer de nouvelles techniques de microscopie. En outre, cette ligne de lumière est au cœur d’un laboratoire commun avec la PME Imagine Optic pour le développement de nouvelle technique de métrologie mettant à profit ces meilleures résolutions.

 

 
#575 - Màj : 20/12/2022


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