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Projet FEMTOARPES

Avec le soutien financier de

         

Ce projet a pour but de mesurer les états électroniques dans la matière condensée hors équilibre, en mettant en œuvre la photoémission résolue temporellement. Grâce à l'effet photoélectrique, un photon incident sur le solide lui arrache un électron. En analysant l'angle et l'énergie des électrons émis, on remonte à la structure de bande du solide. Dans la photoémission résolue en temps, une première impulsion laser -l'impulsion pompe- interagit avec le solide et vient créer un état hors d'équilibre. Une deuxième impulsion dans l'ultraviolet vient "sonder" par photoémission l'état ainsi excité. Ceci permet ainsi de prendre des "photographies instantanées" des états électroniques avec une résolution femtoseconde. En changeant le retard entre les deux impulsions pompe et sonde, on remonte à la dynamique temporelle des états électroniques.

Equipement FEMTOARPES


Membres

Au Laboratoire des Solides Irradiés (LSI):
Luca Perfetti (professeur, Ecole Polytechnique)
e-mail: Nous contacter
Tel. Polytechnique: +33 (0)1 6933 4556
Tel. Soleil: +33 (0)1 6935 8142

Au Laboratoire de Physique des Solides d'Orsay (LPS):
Marino Marsi (professeur, Université d'Orsay)
Evangelos Papalazarou (maître de conférence, Université d'Orsay)


Collaborations

Jérôme Faure, Diffraction d'électrons résolue en temps
Amina Taleb, Véronique Brouet, Photoémission résolue en angle
Tobias Kampfrath, Spectroscopie TeraHertz


Recherche

L'interaction de photons avec la matière condensée est un des plus vieux et des plus vastes domaines de la physique. La plupart de ces expériences sont traditionnellement réalisées à l'équilibre et permettent d'explorer l'état fondamental des matériaux. Néanmoins, de nouveaux horizons apparaissent lorsque l'on considère les états hors équilibre de la matière condensée: on peut alors avoir accès aux états excités de la matière et à la façon dont ils relaxent vers l'équilibre. Cet aspect dynamique offre de nouvelles informations sur les couplages électrons-électrons ou électrons-phonons. On peut aussi envisager d'utiliser la lumière laser pour induire, voire contrôler des transitions de phase dans la matière: transition métal-isolant, destruction de la supraconductivité...

Notre récents thèmes de recherche sont:


Recent publications

[1] Unraveling the Dirac fermion dynamics of the bulk-insulating topological system Bi2Te2Se, E. Papalazarou, L. Khalil, M. Caputo, L. Perfetti, N. Nilforoushan, H. Deng, Z. Chen, S. Zhao, A. Taleb-Ibrahimi, M. Konczykowski, A. Hruban, A. Wolos, A. Materna, L. Krusin-Elbaum, and M. Marsi, Physical Review Materials 2, 104202 (2018).

[2] Hot electron relaxation dynamics in semiconductors: assessing the strength of the electron–phonon coupling from the theoretical and experimental viewpoints, J. Sjakste, K. Tanimura, G. Barbarino, L. Perfetti and N. Vast, Journal of Physics: Condensed Matter 30, 353001 (2018).

[3] Ultrafast electron dynamics reveal the high potential of InSe for hot-carrier optoelectronics, Z. Chen, C. Giorgetti, J. Sjakste, R. Cabouat, V. Véniard, Z. Zhang, A. Taleb-Ibrahimi, E. Papalazarou, M. Marsi, A. Shukla, J. Peretti, and Luca Perfetti, Physical Review B 97, 241201(R) (2018).

[4] Dynamics of out-of-equilibrium electron and hole pockets in the type-II Weyl semimetal candidate WTe, M. Caputo, L. Khalil, E. Papalazarou, N. Nilforoushan, L. Perfetti, A. Taleb-Ibrahimi, Q. D. Gibson, R. J. Cava, M. Marsi, Physical Review B 97, 115115 (2018).

[5] Time-resolved photoemission spectroscopy of electronic cooling and localization in CH3NH3PbI3 crystals, Z. Chen, M. Lee, Z. Zhang, H. Diab, D. Garrot, F. Lédée, P. Fertey, E. Papalazarou, M. Marsi, C. Ponseca, E. Deleporte, A. Tejeda and L. Perfetti, Physical Review Materials 1, 045402 (2017).

[6] Photoinduced filling of near-nodal gap in Bi2Sr2CaCu2O8+δ; Z. Zhang, C. Piovera, E. Papalazarou, M. Marsi, M. d’Astuto, C. J. van der Beek, A. Taleb-Ibrahimi, and L. Perfetti, Phys. Rev. B 96, 064510 (2017).

[7] Electronic band structure for occupied and unoccupied states of the natural topological superlattice phase Sb2Te, L. Khalil, E. Papalazarou, M. Caputo, N. Nilforoushan, L. Perfetti, A. Taleb-Ibrahimi, V. Kandyba, A. Barinov, Q. D. Gibson, R. J. Cava, and M. Marsi, Phys. Rev. B 95, 085118 (2017).

[8] Ultrafast evolution and transient phases of a prototype out-of-equilibrium Mott–Hubbard material, G. Lantz, B. MansartD. GriegerD. BoschettoN. NilforoushanE. PapalazarouN. MoisanL. PerfettiV. L. R. JacquesD. Le Bolloc'hC. LaulhéS. RavyJ-P RueffT. E. GloverM. P. HertleinZ. HussainS. SongM. CholletM. FabrizioM. Marsi, Nature Communications 8, 13917 (2017).