FEMTOARPES
Le dispostif FEMTOARPES est un dispostif unique de spectroscopie de photoémission résolue en angle (ARPES) et en temps à l’échelle de la femto-seconde. Il est issu d’un projet commun aux laboratoires LPS, synchroton SOLEIL et LSI, et il est implanté dans les locaux du synchroton SOLEIL. L’enjeu est la compréhension de la dynamique des excitations électroniques dans une vaste gamme de matériaux (isolants topologiques, supra et semiconducteurs, perovskites hybrides, matériaux 2D).
Le dispositif est unique en France. Il est composé d’un échantillon placé sur un manipulateur sous ultra-vide (<10−10 mbar), éclairé par deux faisceaux lasers pulsés (méthode pompe-sonde) et placé face à un analyseur qui permet le tri des électrons en angle et en énergie. Les impulsions laser sont générées par un laser Titane Saphir commercial COHERENT, équipé d’un modulateur de phase permettant de mesurer et de mettre en forme le profil temporel des impulsions qui ont les caractéristiques suivantes : 780 nm de longueur d’onde, 35 fs de durée d’impulsion, 30-300 kHz de fréquence de répétition, 6 microJoules (à 250 kHz) d’énergie par impulsion (puissance moyenne : 1.6 W à 250 kHz). Une source UV et un Amplificateur Paramétrique Optique sont disponibles. Les électrons sont analysés avec un analyseur hémisphérique de type PHOIBOS 150 de SPECS. Cet instrument permet de réaliser la photoémission résolue en angle avec une haute résolution angulaire (< 0.15◦) et énergétique (quelque MeV). Un système de lentilles électrostatiques permet de changer l’ouverture angulaire de la détection (de ±3◦ à ±14◦) ainsi que la gamme d’énergies cinétiques observées. Un manipulateur 5 axes (x-y-z-θ-ϕ) motorisé est utilisé pour orienter l’échantillon sous ultra-vide. Par ailleurs, les échantillons peuvent être refroidis jusqu’à 40˚K et chauffés jusqu’à plus de 600˚K.
Le dispostif FEMTOARPES est opéré au LSI par le groupe NEE pour ses recherches sur les isolants topologiques, les matériaux 2D et les perovskites.
Contacts: Luca Perfetti, Stefano Ponzoni