Étude de l’impact de la polarité et du spectre de l’impulsion THz dans l’émission ionique : application à la sonde atomique

La Sonde Atomique Tomographique (SAT), technique phare du laboratoire permet de reconstruire la distribution chimique d’un nano-objet en 3D, avec une résolution spatiale proche de l’échelle atomique, grâce à l’évaporation ionique par effet de champ. Dans les SAT assistées par laser, couramment utilisées dans les études de métaux, isolants et semiconducteurs, l’évaporation est déclenchée par une impulsion laser ultrarapide dans le domaine du proche ultraviolet (UV)[1-2]. L’énergie des impulsions UV est absorbée par l’échantillons et son échauffement dégrade les performances de l’instrument en termes de résolution spatiale et chimique.

Des progrès remarquables ont été fait en utilisant de sources dans le domaine Terahertz (THz) qui ont permis l'analyse de matériaux métalliques mais aussi des céramiques et des oxydes [3-6]. De plus, il a été montré que le processus d’émission assisté par les impulsions THz minimise les effets d’échauffement. Lors de l’utilisation des impulsion THz monocycle, un rôle important est joué par leur polarité (or signe) et leur spectre. Avec des impulsions positives, les effets thermiques sont réduits dans le cas des métaux mais ils sont bien visibles pour les matériaux à bande interdite. Par contre, tous les matériaux peuvent être analysés avec des impulsion THz négatives et les performances sont similaires à celles des lasers UV ou dégradées, dépendant du spectre de l’impulsion THz utilisée.

Dans ce cadre, une thèse de doctorat est proposée afin d’étudier les processus d’évaporation mis en jeu lors de l’utilisation des impulsions THz en fonction de leur polarité et de leur spectre. A cette fin, il faudra :

• Analyser des matériaux avec différentes bandes interdites en SAT-THz, en variant la polarité et le spectre de l’impulsion.
• Développer le banc de génération afin de contrôler spectralement l’impulsion THz générée.
• Coupler les résultats des analyses aux simulations numériques des trajectoires des ions et des électrons émis par l’impulsion THz.

Contact :
Les candidats intéressés devront envoyer les pièces suivantes :

• CV détaillé avec parcours académique.
• Lettre de motivation
• Relevés de notes et classement du Master 1 et Master 2. 

Contact : angela.vella@univ-rouen.fr