Centre d’Élaboration de Matériaux et d’Etudes Structurales (UPR 8011)


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Microscopie Electronique en Transmission Utrarapide

Le projet FemTOTEM vise à développer un microscope électronique en transmission ultrarapide (UTEM) basé sur une source d’électrons à émission de champ de haute brillance. Ceci sera réalisé en combinant une source laser femtoseconde et un microscope électronique en transmission à émission de champ froide (CFEG-TEM). Cet instrument qui disposera à la fois d’une résolution temporelle femtoseconde et d’une brillance élevée aura un potentiel unique pour la recherche de pointe en nanophysique et science des matériaux.

La première partie de ce projet comporte des développements instrumentaux. Tout d’abord, nous allons étudier et caractériser l’émission de champ ultrarapide d’électrons déclenchée par un laser femtoseconde dans la source d’électrons d’un d’un MET commercial. La source d’électrons ultrabrève développée sur un banc dédié en ultravide (UHV) sera complètement caractérisée en termes de courant et de spectre en énergie. L’influence des paramètres de l’excitation lumineuse et de la tension d’extraction seront étudiées. La source mise au point sera transférée sur la colonne d’un microscope électronique. Son potentiel pour les expériences en microscopie électronique sera étudié en profondeur d’abord sur les applications TEM courantes et puis sur des expériences plus exigeantes. Un nouvel accessoire permettant l’injection ou la collecte de lumière depuis un échantillon à l’intérieur d’un TEM nous permettra d’effectuer des expériences originales impliquant des électrons et des photons. Le principe d’un TEM ultra-rapide est montré sur la figure ci-dessous. Une impulsion laser ultracourte excite un échantillon placé à l’intérieur de l’objectif du microscope. Une seconde impulsion laser retardée déclenche l’émission d’impulsions d’électrons ultra-courtes à l’intérieur du microscope électronique.
Ce projet concerne deux groupes de recherche du CEMES (I3EM et NeO) et est une collaboration entre le CEMES et le LPS-Orsay (Mathieu Kociak).

Ultrafast Transmission Electron Microscope

Aide Financière :

Le projet FemtoTEM est soutenu par l’Institut de Physique du CNRS et l’Agence Nationale de la Recherche (subvention ANR-14-CE26-0013).

 

Contact :

Arnaud ARBOUET (arbouet chez cemes.fr) & Florent HOUDELLIER (florent chez cemes.fr)

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