De l’ordre au désordre : la génération d’harmoniques d’ordre élevé comme sonde de la structure électronique dans les solides purs et implantés d’ions
La génération d’harmoniques d’ordre élevé (HHG) dans la matière condensée s’est imposée comme une méthode puissante pour sonder la dynamique électronique en régime de champ fort dans les solides depuis sa première observation en 2011. Sa sensibilité marquée à la structure de bande cristalline et aux paramètres laser en fait un excellent diagnostic des processus non linéaires.
De plus, la compacité des sources HHG solides et la possibilité d’ingénierie du milieu de génération en font une source XUV prometteuse pour la spectroscopie et l’imagerie. Cette thèse utilise la HHG pour étudier comment les structures de bande, qu’elles soient parfaites ou modifiées par des défauts, régissent la réponse optique non linéaire dans les semiconducteurs. Une analyse du contraste directionnel dans GaAs et Germanium, sous excitation infrarouge dans l’infrarouge moyen, révèle comment les rendements harmoniques retracent les dynamiques intrabande et interbande en fonction de l’excursion electronique dans la zone de Brillouin.
En parallèle, des mesures harmoniques sur Silicium et MgO implantés, corrélées à des analyses Raman, de photoluminescence (PL) et d’absorption, montrent comment la réorganisation de l’espace réciproque et l’amélioration de l’ionisation tunneling liées aux défauts modulent l’efficacité d’émission.
Ces deux études établissent la HHG comme une sonde sensible et non destructive des structures électroniques, tant parfaites que désordonnées, ouvrant la voie à de nouvelles applications en spectroscopie ultrarapide et photonique en milieu solide.