Ultrafast solid to liquid phase transition in a semiconductor studied by femtosecond X ray diffraction - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2002

Ultrafast solid to liquid phase transition in a semiconductor studied by femtosecond X ray diffraction

Étude de la transition de phase ultra rapide solide/liquide d'un semi conducteur par diffraction X femtoseconde

(1)
1
Sylvain Fourmaux
  • Function : Author
  • PersonId : 906603

Abstract

This PhD dissertation is related to a new field of research : the ultrafast X ray science. The research carried out in the field of high intensity lasers as well as accelerators (synchrotrons) communities has lead to the development of a new generation of tools associated to X ray radiation, the ultrafast X ray sources. These new sources with a time duration of 100 fs (1 fs = 10e-15 s) should have a great impact in the study of time resolved atomic dynamics, breaking the present synchrotrons limitation of several tens of picoseconds (1 ps = 10e-12 s). This thesis presents the first application of an ultrashort X ray source produced by the interaction of an intense laser beam with a solid target (laser plasma X ray source). The phase transition (solid/liquid) in a semiconductor has been observed and characterised by time resolved X-ray diffraction. The analysis of the experimental results has been made with a simple model of the laser semiconductor interaction including an extrapolation of the Drude model to the high carrier density regime (10e22 /cm3).
Ce travail de Thèse est lié à l'émergence d'un nouvel axe scientifique de recherche : la science X ultrarapide. La recherche effectuée dans les communautés des lasers intenses et des accélérateurs (synchrotrons) met en évidence une nouvelle génération d'outils associés au rayonnement X, les sources X ultrabrèves. Ces nouvelles sources de durée d'impulsion d'une centaine de femtosecondes (1 fs = 10e-15 s) devraient avoir un impact formidable, par exemple, dans l'étude de la dynamique atomique qui est actuellement limitée à plusieurs dizaines de picosecondes (1 ps = 10e-12 s). Cette thèse présente la première expérience d'application de ces sources X ultrabrèves qui utilisent le rayonnement X produit par l'interaction d'un laser intense avec une cible solide (source laser/plasma). La transition de phase solide/liquide ultrarapide d'un semi conducteur a été mise en évidence et caractérisée à l'aide de la technique de diffraction X résolue en temps. L'analyse des résultats expérimentaux a été effectuée à l'aide d'un modèle simple de l'interaction laser semi conducteur reposant sur une extrapolation du modèle de Drude pour un régime à haute densité de porteurs (10e22 /cm3).
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Dates and versions

pastel-00612715 , version 1 (30-07-2011)

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  • HAL Id : pastel-00612715 , version 1

Cite

Sylvain Fourmaux. Étude de la transition de phase ultra rapide solide/liquide d'un semi conducteur par diffraction X femtoseconde. Physique des plasmas [physics.plasm-ph]. Ecole Polytechnique X, 2002. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨pastel-00612715⟩
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