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’harmonique d’ordres élevés dans les cristaux
La génération d’harmoniques laser d’ordre élevé (HHG) est un processus non linéaire dans lequel une cible est illuminée par une impulsion laser intense et des harmoniques élevées de la fréquence fondamentale sont générées. La HHG dans les solides a été rapportée pour la première fois en 2011 et a été démontrée dans divers diélectriques et semi-conducteurs. Nous étudions la HHG dans les cristaux en fonction de différentes propriétés du cristal, tels que la structure de bande, l’orientation cristalline et le dopage, ainsi que différents paramètres du laser, tels que la longueur d’onde, l’intensité, la polarisation, et le façonnage spatiale et temporel des impulsions laser.
Métrologie EUV et imagerie sans lentille
Nanolite est une collaboration et un laboratoire commun entre le LIDYL et Imagine Optic, démarrée en 2020. Cette plateforme est dédiée au développement de nouvelles méthodologies de métrologie optique et à l’imagerie aux courtes longueurs d’onde, en particulier dans la gamme spectrale de l’extrême ultraviolet (EUV, entre 10 et 100 nm de longueur d’onde). Nous nous concentrons sur le développement de solutions basées sur des utilisations innovantes de senseurs de front d’onde et de la ptychographie pour proposer des solutions de métrologies telles que l’inspection de miroirs à la longueur d’onde, la reconstruction de foyer d’optiques focalisantes ou la calibration de senseurs.
