Une magnétométrie de précision grâce au spin des photoélectrons
Le projet EXSTASY (Experimental station for the analysis of the spin dynamics) a pour la première fois utilisé le réglage de la brillance et de l'énergie des lasers à électrons libres en vue d'analyser les propriétés magnétiques des solides. Plus particulièrement, les détecteurs de diffusion de Mott ont contribué à analyser la précession du vecteur de magnétisation à l'échelle de la femtoseconde. Les détecteurs de diffusion de Mott sont généralement associés à des analyseurs d'énergie électronique afin de combiner les données de spin au spectre énergétique des photoélectrons. Les fonds du 7e programme-cadre (7e PC) européen ont été destinés au nouvel instrument installé au laboratoire Nanoscience Foundries and Fine Analysis (NFFA) de Trieste, en Italie. Cet outil permet l'analyse du vecteur de magnétisation à l'échelle de la femtoseconde et la sélectivité chimique. Il s'agit d'un outil unique en son genre mis à disposition des chercheurs européens travaillant sur la magnétisation des matériaux destinés au stockage des données magnétiques. La participation d'un expert mondialement connu dans l'univers des détecteurs de dispersion de Mott de l'Université polytechnique de Saint-Pétersbourg en Russie s'est avérée essentielle à la résolution des problèmes techniques et scientifiques. Les chercheurs du projet EXSTASY ont modifié un système de dispersion de Mott existant, et notamment l'accélérateur électrostatique, le filtre dichroïque et le système de détection. Une extraction efficace des électrons à partir d'échantillons a été réalisée et un nouveau mode de fonctionnement a été intégré aux détecteurs. Les chercheurs ont mis au point une chambre à vide qui abrite le nouveau polarimètre. Grâce à ce nouveau système, les chercheurs ont étudié l'hystérèse de l'évaporation de films de fer sur arséniure de gallium. Le modèle actuel est conçu pour les mesures statiques de la polarisation du spin. Il s'agit cependant du point de départ pour la mise en œuvre d'un polarimètre à résolution temporelle convenant à l'exploitation du mode d'acquisition des données par simple impulsion rendu possible grâce aux lasers à électrons libres. Le projet EXSTASY a été l'un des premiers à cibler la dynamique de magnétisation rapide par laser. Les lasers à électrons libres ouvrent de nouveaux horizons en physique des solides, un domaine qui reste encore trop peu connu. La mise au point de techniques expérimentales pour étudier les propriétés magnétiques des solides, leurs surfaces et les nanostructures grâce aux lasers à électrons libres pourrait changer la donne.
Mots‑clés
Magnétométrie de précision, EXSTASY, lasers à électrons libres, dispersion de Mott, stockage de données magnétiques, polarimètre
