| Autor: |
Duchet, Maxime |
| Přispěvatelé: |
Institut Lumière Matière [Villeurbanne] (ILM), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Lyon, Stephen Thomas Purcell, Sorin-Mihai Perisanu, Anthony Ayari |
| Jazyk: |
francouzština |
| Rok vydání: |
2019 |
| Předmět: |
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| Zdroj: |
Matériaux. Université de Lyon, 2019. Français. ⟨NNT : 2019LYSE1223⟩ |
| Popis: |
This thesis concerns the study and control of electron emission from a single quantum dot attached to a nanometer sized tip and irradiated by a femtosecond laser. A complete ultrahigh vacuum (UHV) setup has been constructed to laser stimulate and analyse electron emission. A femtosecond laser is used with a minimum pulse duration and width at the sample’s location (14 fs of pulse duration, 4 µm focal spot), and with a tunable power and polarisation. Wires of tungsten have been etched by an electrochemical reaction to produce very sharp tips of about 25 nm radius on which 1 nm quantum dots are grown in-situ. In the UHV chamber a 3D motors allow us to adjust the position of the tip apex into the laser focal spot. An in-situ retarding field analyser and a microchannel plate (MCP) with phosphor screen for imaging are used to analyse the electronic emission. The results obtained with the tungsten tip allows the study of several regimes of electronic emission: DC field with no laser, DC field with laser and no DC field with laser. With the use of the femtosecond laser, we observed for the first time photoassisted field emission from an individual quantum dot. With the quantum dot the emitted electrons are filtered in energy by passing through the discrete energy levels by resonant tunnelling. Also the variation of the DC electric field applied to the quantum dot induces shifts of the discrete energy levels thus allowing the control of the energy of the emitted electrons. The electron pulses from this electron source are: - extremely localised due to the amplification of the electric field above the quantum dot. - extremely short because the emission is triggered by the femtosecond laser pulses. - tunably filtered in energy by shifting the discrete energy levels using the variation of the DC applied electric field; Cette thèse concerne l’étude et le contrôle de l’émission électronique d’une boîte quantique unique, attachée à une pointe nanométrique et irradiée par un laser femtoseconde. Nous avons mis en place un système expérimental complet sous ultra vide (UHV) permettant d’exciter par laser et d’analyser l’émission électronique. Nous utilisons un laser femtoseconde dont on minimise la durée d’impulsion et le rayon à l’emplacement de l’échantillon (14 fs de durée d’impulsion et 4 µm de largeur spatiale), et dont on contrôle la puissance et la polarisation. Nous taillons des fils de tungstène avec une réaction électrochimique afin d’obtenir des pointes extrêmement fines d’environ 25 nm de rayon, et sur lesquelles nous faisons croître des boîtes quantiques d’environ 1 nm de rayon. Dans la chambre UHV, des moteurs nous permettent de positionner l’échantillon au point de focalisation du laser. Un analyseur à retard de champ ainsi que des galettes de microcanaux (MCP) et un écran de phosphore pour l’imagerie nous permettent d’analyser l’émission électronique. Les résultats obtenus avec la pointe de tungstène nous permettent d’étudier les différents régimes d’émission électronique : champ DC sans laser, champ DC avec laser ou sans champ DC avec laser. Avec l’utilisation du laser femtoseconde, nous avons observé pour la première fois la photoémission assistée par émission de champ d’une boîte quantique unique. Avec la boîte quantique, les électrons sont filtrés en énergie en passant par effet tunnel résonant à travers ses niveaux discrets d’énergie. De plus, la variation du champ électrique DC appliquée sur la boîte quantique implique un déplacement de ces niveaux discrets d’énergie, permettant ainsi de contrôler l’énergie des électrons émis. Les impulsions électroniques de cette source d’électrons sont : - ultralocalisées grâce à l’amplification de champ au niveau de la boîte quantique. - ultracourtes car déclenchées par les impulsions du laser femtoseconde. - filtrées de façon contrôlable en énergie par déplacement des niveaux discrets d’énergie en variant le champ électrique DC appliqué |
| Databáze: |
OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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