Groupe de Physique des Matériaux - UMR CNRS 6634

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VELLA Angela

Maître de Conférences - Enseignant-Chercheur

Contact : angela.vella@univ-rouen.fr
Téléphone : ((33) 02 32 95 51 68
Équipe de recherche : ERIS

Thèmes de recherche
- Thème de recherche 1 : Champ électrique très intense pour le contrôle des solides à l’échelle nano

En nanoscience, les champs électriques à l’intérieur des nano-systèmes peuvent devenir extrêmement élevés. La réponse des solides à ces champs intense reste relativement inexplorée. Le but de mon projet est d’étudier les changements des propriétés électriques et optiques des matériaux sous champ électrique intense à l’échelle nano. Cette étude permettra d’ouvrir des perspectives totalement nouvelles sur le contrôle des propriétés des solides par des champs électriques intenses. De multiples applications dans le domaine de l’émission par effet de champ, de la chimie et de l’électronique seront mises en valeur. De nouveaux instruments, avec des capacités uniques de contrôle du champ électrostatique et du courant charge par charge, seront utilisés pour l’étude des phénomènes à haut champ.

- Thème de recherche 2 : Couplage sonde atomique et spectroscopie optique, électronique et ionique, in situ

Depuis janvier 2012, je coordonne le projet ASAP (du labex EMC3) qui vise à coupler la sonde atomique avec des mesures de spectroscopie optique, électronique et ionique, in situ. Ce projet vise à améliorer les performances de la sonde atomique à travers une meilleure compréhension des mécanismes physiques d’évaporation. À ces fins, de nouvelles informations sont nécessaires, informations qui peuvent être issues des différentes mesures spectroscopiques, in situ. De plus, ce couplage permettra à la sonde atomique d’élargir ses capacités en fournissant non seulement une cartographie 3D à l’échelle atomiques des hétérogénéités présentes dans l’échantillon mais aussi ses propriétés optiques et électro- niques. Ce projet, qui a déjà bien avancé, voit la participation de presque tous les membres de l’équipe ERIS et structure les activités de recherche de l’équipe depuis maintenant 3 ans. Les objectifs de ce projet ne sont pas pour l’instant totalement atteints et je compte continuer à travailler sur les différents aspects de ce projet et assurer sa coordination jusqu’à son terme dans environ deux ans.

- Thème de recherche 3 : mécanismes d’éjections des ions, suite à cette interaction, reste encore à élucider

Récemment, grâce à la mise en place d’analyses résolues en temps il a été montré que l’éjection des ions a lieu sur des temps très courts (de l’ordre de la ps) suite à un échauffement très confiné en surface (sur quelques nanomètres). Mais, est-il encore possible de parler de température et d’éjection thermiquement assistée sur des temps si court et pour des systèmes si petits ? Des nouveaux processus d’éjections qui prennent en compte le comportement hors équilibre du système doivent être étudiés. Cette étude est au coeur d’un projet de collaboration avec le groupe de A. Hideur (projet region et Feder iMust) et d’un projet de collaboration avec H.J. Kreuzer au Canada dans le cadre d’un projet ANR international en cours de dépôt.

Recherches actuelles

Je travaille sur l’interaction entre un laser ultra-court et un nano-objet soumis à un champ électrique intense. L’instrument de choix pour cette étude est une sonde atomique tomographique laser. J’étudie les propriétés optiques des nano-pointes métalliques et isolantes et leur changement sous champ intense. Cette étude vise aussi à mieux comprendre et modéliser l’évaporation des atomes de surface par effet de champ sous éclairement laser, afin de améliorer les performances de la sonde atomique tomographique.

Bibliographie

Patent

Vella, A., and B. Deconihout. ’Dispositif générateur d’impulsions laser à large
bande spectrale notamment pour sonde atomique tomographique’ No : 1226/2291710 (2011).

Ouvrages

Lectures on Atom Probe Tomography (1 chapitre du livre) in press by Elsevier Science & Technology Books

Articles

1. I Blum, L Rigutti, F Vurpillot, A Vella, A Gaillard, B Deconihout’ Dissociation Dynamics of Molecular Ions in High DC Electric Field’ J. Phys. Chem. A, 2016, 120 (20), pp 3654–3662

2. E. Silaeva, J. Houard, A. Hideur, G. Martel, and A. Vella ‘Field evaporation of semiconductors assisted by nonequilibrium phonon excitations’ Physical Review B 11/2015 ; 92(19). DOI:10.1103)

3. M.P. Moody, A. Vella, S.S. A. Gerstl and P. A. J. Bagot1 ‘Advances in atom-probe tomography instrumentation and implications for materials research’ MRS bulletin (in press) (Invited)

4. H. Wang, J. Houard, L. Arnoldi, A. Hideur, E.P. Silaeva, B. Deconihout, A. Vella’ Effect of the laser pulse width on the field evaporation behavior of metals and oxides’ Ultramicroscopy 160 (2016) 18–22

5. B. Mazumder,ViswasPurohi, M. Gruber, A. Vella,F.Vurpillot,B.Deconihout ‘Challenges in the study of Fe/MgO/Fe interfaces using 3D Atom Probe’ Thin Solid Films 589 (2015) 38-46

6. N Sévelin-Radiguet, L Arnoldi, F Vurpillot, A Normand, B Deconihout, A Vella ’Ion energy spread in laser-assisted atom probe tomography’ Europhysics Letters, 109 (3), 37009-37012 (2015)

7. L Arnoldi, EP Silaeva, F Vurpillot, B Deconihout, E Cadel, I Blum, A Vella ’Role of the resistivity of insulating field emitters on the energy of field-ionised and field- evaporated atoms’ Ultramicroscopy on-line since 2014/11/28

8. E. Silaeva, L. Arnoldi, M.L. Karahka, B. Deconihout, A. Menand, H.J. Kreuzer, and A. Vella ‘Do dielectric nanostructures turn metallic in high electric dc fields ?’ Nano Letters 2014, 14 (11), pp 6066-6072

9. L Mancini, N Amirifar, D Shinde, I Blum, M Gilbert, A Vella, F Vurpillot, W. Lefebvre, R. Lardé, E. Talbot, P.Pareige, X. Portier, A. Ziani, C. Davesnne, C. Durand, J. Eymery, R. Butte, JF Carlin, N. Grandjean, L. Rigutti ‘Composition of Wide Bandgap Semiconductor Materials and Nanostructures Measured by Atom Probe Tomography and Its Dependence on the Surface Electric Field’ The Journal of Physical Chemistry C 118 (41), 24136-24151 (2014)

10. L Arnoldi, EP Silaeva, A Gaillard, F Vurpillot, I Blum, L Rigutti, B Deconihout, A Vella ‘Energy deficit of pulsed-laser field-ionized and field-emitted ions from non-metallic nano-tips’ Journal of Applied Physics 115 (20), 203705

11. L Rigutti, I Blum, D Shinde, D Hernández-Maldonado, W Lefebvre, J.Houard, F.s Vurpillot, A. Vella, M. Tchernycheva, C. Durand, J. Eymery, B. Deconihout’ Correlation of microphotoluminescence spectroscopy, scanning transmission electron microscopy, and atom probe tomography on a single nano-object containing an InGaN/GaN multiquantum well system’ Nano letters 14 (1), 107-1 (2013)

12. TF Kelly, A Vella, JH Bunton, J Houard, EP Silaeva, J Bogdanowicz and W. Vandervorst ‘Laser pulsing of field evaporation in atom probe tomography’ Current Opinion in Solid State and Materials Science (2014) (Invited)

13. L Rigutti, A Vella, F Vurpillot, A Gaillard, N Sevelin-Radiguet, J Houard,B. Deconihout ‘Coupling atom probe tomography and photoluminescence spectroscopy : Exploratory results and perspectives’ Ultramicroscopy 132, 75-80 (2013)

14. A Vella ‘On the interaction of an ultra-fast laser with a nanometric tip by laser assisted atom probe tomography : a review.’ Ultramicroscopy 132, 5-18(2013) (invited)