Séminaire général : Ultrafast optical generation of coherent phonons: from semiconductors to multiferroic materials – Pascal RUELLO (Le Mans)

Résumé : dans ce séminaire, je propose une présentation des phénomènes physiques qui sont impliqués dans la génération de phonons (cohérents) GHz-THz lors de l’interaction d’un solide avec une impulsion laser femtoseconde. Différents couplages électron-phonon seront abordés comme le mécanisme de déformation de potentiel, l’effet piézoélectrique ou l’effet thermoélastique . Nous parlerons des phonons optiques mais plus en détails des phonons acoustiques. Ces derniers contrôlent la déformation macroscopique dans un solide, se propagent à la vitesse du son (typiquement 5nm/ps) et sont impliqués dans de nombreux mécanismes tels la photoélasticité, la piézoélectricité ou la magnéto-acoustique. Dans des expériences reposant sur des montages dits « pompe-sonde », nous verrons qu’avec la lumière il est possible d’induire à l’échelle de la picoseconde une contraction ou dilatation d’un solide (modes longitudinaux), mais aussi de générer du cisaillement (modes transverses). Nous verrons également comment des impulsions acoustiques picosecondes peuvent convertir la lumière « ordinaire » en « extraordinaire ». Nous évoquerons tous ces phénomènes physiques au travers de l’étude de semiconducteurs polaires (GaAs), de matériaux multiferroïques (BiFeO3) et de super-réseaux BiFeO3-LaFeO3.

Biographie : Pascal Ruello a effectué ses études à l’Université Rennes 1 (Magistère Matériaux) et sa thèse de Doctorat à l’Ecole Centrale Paris (CentraleSupelec) et au CEA. Depuis 2009, il est Professeur à Le Mans Université et à l’Institut des Molécules et Matériaux du Mans – UMR CNRS 6283 où il développe des activités autour de la dynamique
ultra-rapide des électrons et des phonons et de l’imagerie Brillouin.