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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

Davide Boschetto, Spectroscopie optique ultrarapide
Amina Taleb, Photoémission résolue en angle
Javier Villegas et Henri Jaffres, émetteurs spintroniques

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:

• Couplage spin-orbite
• Isolants topologiques
• Phonons cohérents
• Materiaux 2D
• Pérovskites Hybrides
• Supraconducteurs

Publications recentes

Electronic dispersion, correlations and stacking in the photoexcited state of 1T-TaS2, Jingwei Dong, Dongbin Shin, Ernest Pastor, Tobias Ritschel, Laurent Cario, Zhesheng Chen, Weiyan Qi, Romain Grasset, Marino Marsi, Amina Taleb-Ibrahimi, Noejung Park, Angel Rubio, Luca Perfetti, Evangelos Papalazarou, 2D Materials 4, 045001 (2023).

Manipulating Dirac States in BaNiS2 by Surface Charge Doping}, Jiuxiang Zhang, Thibault Daniel Pierre Sohier, Michele Casula, Zhesheng Chen, Jonathan Caillaux, Evangelos Papalazarou, Luca Perfetti, Luca Petaccia, Azzedine Bendounan, Amina Taleb-Ibrahimi, David Santos-Cottin, Yannick Klein, Andrea Gauzzi, Marino Marsi, Nano Letters 23, 1830 (2023).

Combining two-photon photoemission and transient absorption spectroscopy to resolve hot carrier cooling in 2D perovskite single crystals: the effect of surface layer}, Weihua Lin, Mingli Liang, Yuran Niu, Zhesheng Chen, Marie Cherasse, Jie Meng, Xianshao Zou, Qian Zhao, Huifang Geng, Evangelos Papalazarou, Marino Marsi, Luca Perfetti, Sophie E. Canton, Kaibo Zheng, T\"onu Pullerits, Journal of Materials Chemistry C 10, 16751 (2022).

Electron Dynamics in Hybrid Perovskites Reveal the Role of Organic Cations on the Screening of Local Charges},
Marie Cherasse, Jingwei Dong, Gaëlle Trippé-Allard, Emmanuelle Deleporte, Damien Garrot, Sebastian F. Maehrlein, Martin Wolf, Zhesheng Chen, Evangelos Papalazarou, Marino Marsi, Jean-Pascal Rueff, Amina Taleb-Ibrahimi, and L. Perfetti, Nano Letters 22, 2065 (2022).

Moving Dirac nodes by chemical substitution, Niloufar Nilforoushan, Michele Casula, Adriano Amaricci, Marco Caputo, Jonathan Caillaux, Lama Khalil, Evangelos Papalazarou, Pascal Simon, Luca Perfetti, Ivana Vobornik, Pranab Kumar Das, Jun Fujii, Alexei Barinov, David Santos-Cottin, Yannick Klein, Michele Fabrizio, Andrea Gauzzi, Marino Marsi, Proceedings of the National Academy of Sciences 118, e2108617118 (2021).

Spin injection efficiency at metallic interfaces probed by THz emission spectroscopy, Jacques Hawecker, Thi‐Huong Dang, Enzo Rongione, James Boust, Sophie Collin, Jean‐Marie George, Henri‐Jean Drouhin, Yannis Laplace, Romain Grasset, Jingwei Dong, Juliette Mangeney, Jerome Tignon, Henri Jaffrès, Luca Perfetti, Sukhdeep Dhillon, Advanced Optical Materials 2100412 (2021).