a b Prochainement, il sera possible d’effectuer des analyses SAT et µPL simultanément. D’un côté, ceci devrait permettre de dépasser les limites de résolution spatiale de la µPL  : la taille minimale d’un faisceau laser focalisé est de l’ordre de la centaine de nanomètres, mais l’évolution des spectres pendant l’évaporation permet en principe de distinguer les photons émis par des structures distantes de quelques dizaines de nanomètres. De l’autre, on pourra également étudier les variations de la signature optique d’un émetteur en fonction de sa distance de l’apex durant l’évaporation, ce qui devrait fournir une mesure plus précise de la contrainte mécanique et du champ de surface. Étude de l’interaction laser-pointe dans un champ électrique intense La SAT assistée par laser permet d’étudier l’interaction entre la lumière et une nanopointe dans un champ électrique intense. Pendant l’éclairement laser, l’énergie de la lumière est absorbée par l’échantillon, qui voit sa température augmenter. Le taux d’évaporation à l’instant t des atomes de surface (sous forme d’ions) suit une loi de 0 0 1 1,5x10 5 3x10 6 100 nm Bande interdite (eV) 2 3 4 5x10 6 2 1 0 100 nm o o type Arrhenius  : Φ(t) = Nν exp(-Q/k B T(t)), où N est le nombre d’atomes susceptibles de s’évaporer, Q la barrière d’énergie que l’atome neutre doit franchir pour passer à l’état ionisé, k B la constante de Boltzmannet ν la fréquence des phonons. Lorsque la température T(t) de l’échantillon évolue sous éclairement laser, le taux d’évaporation varie aussi dans le temps. Il est alors possible d’étudier l’absorption des nanopointes sous éclairement laser et leur dynamique d’échauffement et de refroidissement. C’est ainsi que la sonde atomique assistée par laser a été utilisée comme un outil de choix pour étudier l’optique et la thermique des nanopointes. Dans le cas des échantillons métalliques, les expériences de sonde atomique ont mis en évidence une auto-focalisation de l’absorption au bout de la pointe, qui peut également être modélisée par solution des équations de Maxwell (fig. 5a). La concentration de l’absorption sur une petite zone de l’échantillon est à l’origine de la dynamique de refroidissement rapide, mise en évidence sur des métaux comme le tungstène par des analyses résolues en temps à l’échelle de la picoseconde au sein de l’instrument. 0 Champ électrique externe E (V/Å) 0 0,5 1 1,5 2 2,5 5 4 3 E Mg O Expérience 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 c Champ électrique interne (V/Å) d Images de la physique Champ externe E = 2,6 V/Å 5. Effet d’un champ électrique intense sur une pointe. (a-b) Cartes d’absorption calculées numériquement pour une nanopointe éclairée par laser. La direction de propagation du laser est perpendiculaire à la feuille, sa polarisation linéaire est orientée selon l’axe de la pointe, sa longueur d’onde est de 1030 nm pour une pointe d’aluminium (a) et de 515 nm pour une pointe de silicium (b). (c) Énergie de la bande interdite (E gap) calculée par une méthode ab initio dans le cas d’un agrégat d’oxyde de magnésium (MgO) comportant 27 atomes, sous l’action d’un champ électrique externe E. Lorsque le champ augmente, l’énergie E gap diminue. (d) Pour un champ électrique externe qui annule la bande interdite (2,6 V/Å), les atomes de magnésium vont s’évaporer par effet de champ. Dans le cas des matériaux non métalliques, le processus d’évaporation des atomes de surface reste un phénomène thermiquement activé, suite à l’absorption de l’énergie apportée par le laser. En revanche, la sonde atomique a permis de mettre en évidence que les propriétés d’absorption de ces matériaux sont fortement modifiées (en surface) par la présence du fort champ électrique statique. En particulier, dans le cas des matériaux ayant une bande interdite d’énergie E gap, la présence du champ statique réduit fortement la largeur de cette bande, jusqu’à l’annuler pour des champs équivalents aux champs d’évaporation (figures 5c et 5d). Ainsi, la sonde atomique a permis de montrer la « métallisation » sous champ intense des couches de surface des matériaux non métalliques. Cette métallisation est à l’origine du transfert d’énergie du laser, émettant dans le domaine visible, vers des matériaux transparents dans le visible comme le diamant, l’oxyde de magnésium ou la silice, qui sont analysés en sonde atomique en utilisant (par exemple) un laser vert. Le problème du transfert d’énergie vers les atomes évaporés reste d’ailleurs ouvert, mais des résultats intéressants ont été obtenus en étudiant les processus de dissociation des ions moléculaires ayant lieu Reflets de la Physique n°62 9