J. Phys. IV France 127 (2005) 131-138
DOI: 10.1051/jp4:2005127020

Photoconductivité et photoémission de diamant(s) sous irradiation XUV femtoseconde

J. Gaudin¹, G. Geoffroy¹, S. Guizard¹, S. Esnouf¹, V. Olevano¹, G. Petite¹, S.M. Klimentov², P.A. Pivovarov², S.V. Garnov², B. Carre³, P. Martin⁴ and A. Belsky<sup>4

1</sup>  Laboratoire des Solides Irradiés, UMR 7642, CEA/DSM, CNRS/SPM, École Polytechnique, 91128 Palaiseau Cedex, France
²  General Physics Institute of the RAS, 38 Vavilov St., 119191 Moscou, Russie
³  Service Photons Atomes et Molécules, CEA/DSM, Cea Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette, France
⁴  CELIA (UMR 5107), Université Bordeaux I, 351 Cours de la Libération, 33405 Talence, France

Résumé
Nous décrivons une étude des propriétés de photoconductivité (PC) induite dans différents types de diamants (monocristaux de type IIa et couches CVD) par des impulsions femtosecondes XUV (jusqu'à l'harmonique 19 du laser titane/saphir). En complément de ces études, les spectres de photoémission de ces échantillons ont aussi été étudiés (harmoniques 13 à 27).

En fonction de l'ordre de l'harmonique, on constate que le signal de PC augmente tout d'abord (harmoniques 9 à 13) puis diminue au delà. Si l'augmentation s'interprète aisément comme résultant de phénomènes de multiplication par collisions inélastiques, la diminution ultérieure n'a pas pour le moment d'explication. Les mesures de spectre de photoémission suggèrent un effet important de la relaxation par émission de plasmons. Enfin, nous avons réalisé le premier calcul ab-initio de la durée de vie des porteurs tenant compte des interactions électron-électron, à l'aide d'une approche de théorie quantique à plusieurs corps de type GW. Au voisinage du gap, on observe un comportement proche de celui d'un liquide de Fermi. A plus haute énergie on observe des déviations à ce comportement, provenant d'effets de structure de bande d'une part, et d'excitations de plasmons d'autre part.

© EDP Sciences 2005