Laboratoire de Physique de la Matière Condensée
Groupe EPS : EXPERTISE TECHNIQUE
Spectroscopie d’électrons et polarimétrie de spin
Depuis les années 1980, l’équipe a développé différentes expériences basées sur les techniques de spectroscopie d’électrons et la mesure de la polarisation de spin des électrons libres. Nous disposons de techniques classiques d’analyse de surfaces en ultra-vide mais surtout de spectromètres que nous avons spécifiquement conçus pour l’analyse d’électrons de très basse énergie et pour la polarimétrie de spin.
Analyseur commercial :
- Spectromètre Auger hémisphérique VG
Analyseurs d’électrons de très basse énergie :
- Spectromètres à condensateurs cylindriques et optiques de focalisation à lentilles électrostatiques (conçus au laboratoire) : résolution 20 meV
- Spectromètres à grilles retardatrices (conçus au laboratoire) : résolution 200 meV
Polarimètres de spin :
- Polarimètre de Mott - tension d’accélération 100 kV (conçu par Murray
Campbell, Université d’Edimbourg, Ecosse)
Mesure de la composante longitudinale de la polarisation de spin des électrons - Polarimètre « mini-Mott » - tension d’accélération 30 kV (conçu par Murray
Campbell, Université d’Edimbourg, Ecosse)
Mesure des composantes transverses de la polarisation de spin des électrons - Polarimètre à multi-couches minces magnétiques (en cours de développement)
Photo-luminescence et cathodo-luminescence
Depuis de nombreuses années, notre équipe est experte dans les techniques de pompage optique basées sur la mesure de la luminescence (polarisée) des semi-conducteurs. Nous disposons de deux types d’expériences :
Photoluminescence :
- Sources lumineuses : Infra-rouge, visible, UV
- Microluminescence polarisée pour l'étude de transport polarisé de spin sans contact
- Spectromètre : double monochromateur Jarrel Ash : focale 750mm ; OMA
- Détecteur : photomultiplicateur GaAs, cathode S1
Cathodoluminescence polarisée :
- Sources d’électrons polarisés : photo-cathode GaAs en affinité électronique négative
- Optique électronique à lentilles électrostatiques
- Spectromètre (visible - proche infrarouge)
- Détecteur : photomultiplicateur
Spectroscopie optique de surface
Dans le cadre des études sur la physico-chimie des surfaces de semi-conducteurs, nous avons mis en oeuvre des techniques optiques originales d’analyse de surface couplées avec des expériences d’ultra-vide .
- Réflectivité anisotrope spectroscopique (pour en savoir plus)
- Spectroscopie de photoréflectance (pour en savoir plus)
Magnéto-optique
Nous avons développé une expérience de magnéto-optique pour la caractérisation des multi-couches minces magnétiques utilisées dans nos études sur la transmission d'électrons polarisés de spin. Les caractéristiques de cette expérience sont les suivantes :
-
Géométrie de réflexion (effet Kerr)
-
Aimantation longitudinale ou transverse
-
Champ continu ou pulsé
-
Angle d'analyse ajustable
-
Détection "différentielle" par pont optique
Microscopie en champ proche
Notre activité en microscopie optique de proximité s’appuie sur un ensemble de dispositifs instrumentaux que nous avons conçus et réalisés au laboratoire. Nous avons mis l’accent sur trois aspects techniques :
- l’élaboration de pointes de fibre optique amincie et métallisée
- le contrôle de la distance pointe-échantillon par microscopie à
force de cisaillement
- la microscopie optique en champ proche à ouverture et « sans ouverture » compatible avec différents environnements (atmosphère ambiante, milieu liquide, basse température, ...)
Nous avons récemment obtenu un microscope à effet tunnel commercial qui fonctionne dans une gamme de température allant de 4 K a 300 K. Il sera adapté non seulement à des expérience en champs proche optique mais aussi à l'imagerie du magnétisme :
- par effet tunnel
- par l'effet filtre à spin depuis une pointe
Transport électronique sous contrainte
L'activité développée depuis quelques années concernant la mesure d'effets de piézorésistance originaux s’appuie sur des dispositifs instrumentaux que nous avons conçus et réalisés au laboratoire:
- une appareil de flexion à trois points avec contacts électriques intégrés
- une boite de contrôle environnementale (température et humidité)