Dynamique structurelle induite par laser ultrabref sondée par spectroscopie des photoélectrons résolue en temps

Ce travail est dedie a l’etude de la dynamique structurelle des metaux sous excitation laser femtoseconde en utilisant la technique de spectroscopie de photoemission resolue en temps (Tr-PES). Quand un materiau est irradie avec un pulse infrarouge bref, un regime hors-equilibre est etabli entre les electrons chauds et le reseau atomique froid. La complexite de ce regime appelle des etudes experimentales permettant d’ameliorer notre connaissance des proprietes thermodynamiques des materiaux. Neanmoins, l’utilisation du diagnostic Tr-PES s’accompagne d’importants defis. Quand un metal est irradie avec un pulse laser tres intense, des effets non-lineaires, comme l’ionisation multi-photonique, peuvent donner lieu a une emission de photoelectrons a des energies cinetiques de dizaines d’eV. Le spectre, issu de l’impulsion pompe, peut masquer et deformer le spectre de photoelectrons de la sonde par interactions Coulombiennes, appelees « effet de charge-espace ». Pour surmonter cet effet, trois actions ont etes menees. Une ligne de lumiere a 100 eV a ete concue et construite pour eviter la superposition des spectres pompe et sonde. L’effet de charge-espace a ete etudie en profondeur de facon theorique et experimentale. Enfin, l’emission issue de la pompe a ete drastiquement reduite en ajustant judicieusement les parametres experimentaux. Cela nous a amene a realiser des mesures Tr-PES de la dynamique structurelle sur des echantillons en cuivre en suivant l’evolution du spectre sonde de photoelectrons. Cette experience demontre que la spectroscopie de photoemission resolue en temps est un diagnostic utile concernant l’etude des materiaux sous excitation intense.