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Stage L3/M1 Physique
Dynamiques photo-induites dans les nanoparticules
Stage L3/M1 Physique
par - 6 septembre 2023
L’étude photochimique des nanoparticules (NP) est importante pour la biologie, les nanotechnologies ou encore la conversion d’énergie. En effet, des phénomènes photophysiques qui ne sont pas observées dans les systèmes isolés ou macroscopiques apparaissent à l’échelle nanométrique, comme des effets non-linéaires créés par l’amplification locale du champ électromagnétique ou la formation d’états excitoniques confinés [1].
Nous sommes intéressés par toutes les aspects de cette dynamique d’interaction [2], des effets fortement non linéaires apparaissent à fort éclairement laser, aux excitations collectives suivie d’une relaxation électronique conduisant à une localisation de l’excitation. L’interaction laser/nanoparticule peut être contrôlée via la mise en forme spatiale du faisceau laser et la sélection en taille de nanoparticules aux propriétés distinctes (SiO2, NaCl, nanoparticules organiques de tryptophane…). Nous débuterons par des études de caractérisation de l’interaction laser/nanoparticule isolée, en jouant sur un profil spatial hypergaussien ou exotique du laser, en interaction avec des nanoparticules de taille sélectionnée. Une fois les bonnes conditions identifiées, dans un deuxième temps, nous étudierons la dynamique de relaxation électronique des systèmes choisis.
Les expériences seront réalisées à l’aide du laser femtosconde à 3 kHz, 30 fs, 4.5 mJ, 800 nm installé à l’ISMO. Un jet de NP focalisé interagit avec le laser dans un spectromètre imageur de vitesses (VMIS). La vitesse et la distribution angulaire des photoélectrons et photo-ions émis portera l’information sur l’interaction lumière-matière à l’échelle femtoseconde et nanométrique. Les données expérimentales seront traitées par des codes en python et par l’apport de l’intelligence artificielle.
Contact : Lionel Poisson
[1] A. Lietard, et al., Self-trapping relaxation decay investigated by time-resolved photoelectron spectroscopyPhys. Chem. Chem. Phys. 20, 11206-11214 (2018).
[2] G. Gallician, "Effets d’anisotropie dans la photo-ionisation induite par laser ultracourt de molécules et de nanomatériaux isolés en phase gazeuse", Thèse de l’Université Paris-Saclay (2020).