rapport d'activités 2003-2008 - RQMP

leonelli r. lewis l.
Nom : Richard Leonelli
Affiliations : Professeur, Département de physique,
Université de Montréal; Co-directeur, Laboratoire
de caractérisation des matériaux, Université de
Montréal
Diplôme : Ph.D. Physique, 1985,
Université de Montréal, Canada
Courriel : richard.leonelli@umontreal.ca
Web : www.mapageweb.umontreal.ca/leonelli
Nom : Laurent J. Lewis
Affiliation : Professeur, Département de physique
et Vice-doyen, Faculté des arts et des sciences,
Université de Montréal
Diplôme : Ph.D. Physique, 1983,
Université McGill, Canada
Courriel : laurent.lewis@umontreal.ca
Web : www.esi.umontreal.ca/~grofnum
Recherche
Les activités du groupe de recherche expérimentale dirigé par Richard Leonelli
sont centrées sur l’étude des propriétés électroniques de matériaux semiconducteurs
de pointe et sur la nouvelle physique qui émerge lorsqu’ils sont
assemblés en nanostructures. Nous nous intéressons tout particulièrement à la
dynamique de relaxation des excitons dans des systèmes à « zéro dimension » :
Comment les excitons sont-ils capturés dans des points quantiques et comment
en sortent-ils ? Sur quelle échelle de temps leurs interactions avec les phonons
se produisent-elles ? Comment perdent-ils leur cohérence ? Les réponses à
ces questions permettent non seulement de mieux comprendre des processus
physiques fondamentaux, mais aussi d’améliorer ou d’imaginer des dispositifs
d’intérêt pour des applications technologiques tels l’optoélectronique ou le
traitement d’information.
Les outils à la disposition du groupe de recherche de Leonelli comprennent
plusieurs spectromètres optiques et une variété de sources d’excitation dont
deux chaînes laser accordables Ti:saphir, une en émission continue et l’autre
en émission pulsée. Ces équipements à la fine pointe de la technologie nous
permettent d’effectuer des mesures d’absorption, de réflexion photomodulée,
de photoluminescence, d’excitation de la photoluminescence et de diffusion
Raman. Notre marque de commerce est de nous efforcer de toujours pousser
l’instrumentation à la limite de sa résolution et de sa sensibilité sur une plage
spectrale qui s’étend de 300 à 2 500 nm.
Publications choisies
• “Experimental and theoretical studies of the E+ optical transition in
GaAsN alloys”, V. Timoshevskii, M. Côté, G. Gilbert, R. Leonelli, S. Turcotte,
J.-N. Beaudry, P. Desjardins, S. Larouche, L. Martinu et R. A. Masut,
Phys. Rev. B 74, 165120 (2006).
• “Raman study of optical phonons in ultrathin InAs/InP single strained
quantum wells”, A. Lanacer, J. F. Chabot, M. Côté, R. Leonelli, D. Frankland,
et R. A. Masut,
Phys. Rev. B 72, 075349 (2005).
• “Evidence for large configuration-induced band-gap fluctuations in
GaAsN alloy”, G. Bentoumi, V. Timoshevskii, N. Madini, M. Côté, R. Leonelli,
J.-N. Beaudry, P. Desjardins et R. A. Masut,
Phys. Rev. B 70, 035315 (2004).
• “Excitons in ultrathin InAs/InP quantum wells: Interplay between extended and
localized states”, P. Paki, R. Leonelli, L. Isnard et R. A. Masut,
J. Vac. Sci. Technol. A 18, 956 (2000).
• “Optical properties of submonolayer InAs/InP quantum dots on vicinal
surfaces”, P. Paki, R. Leonelli, L. Isnard et R. A. Masut,
J. Appl. Phys. 86, 6789 (1999).
Prix et distinctions
2008 : Prix d’excellence en enseignement; Faculté des arts et des sciences,
Université de Montréal
Affiliations professionnelles
Association canadienne des physiciens
American Physical Society
Mots-clefs
Semiconducteurs, excitons, nanostructures, photoluminescence,
points quantiques
Recherche
Notre programme de recherche consiste à étudier l’effet de la structure de
la matière à l’échelle de l’atome sur les propriétés électroniques, optiques et
mécaniques de matériaux de faible symétrie – souvent appelés « matériaux
nouveaux » – en particulier les nanomatériaux et les matériaux nano-structurés.
À un tel niveau de détails, compte tenu de la basse symétrie des systèmes
étudiés, les outils traditionnels de la physique des matériaux ne conviennent plus.
Nous approchons ces problèmes par le biais de modèles construits à partir des
constituants fondamentaux de la matière, soit les atomes et les électrons, de
façon à décrire de façon aussi réaliste que possible les matériaux étudiés. Les
modèles employés sont de plusieurs types, et peuvent être, à un bout du spectre,
complètement empiriques ou bien, à l’autre bout, ab initio, en passant par des
approches semi-empiriques ou semi-quantiques, etc. Le choix du modèle dépend
du problème, et en particulier des échelles en temps et en espace que l’on
envisage étudier.
Parmi les problèmes que nous abordons, mentionnons les suivants :
• Diffusion d’impuretés et de défauts en surface et en volume
• Thermodynamique des nanoagrégats
• Auto-organisation d’îlots et d’agrégats sous contrainte.
• Mécanismes d’ablation laser
• Ségrégation de phases dans les alliages binaires
• Défauts dans le a-Si
Publications choisies
• “Kinetic faceting and anomalous coarsening in elastically inhomogeneous
multiphase systems”, D. Perez et L.J. Lewis,
Phys. Rev. Lett. 98, 07501 (2007).
• “Ablation of molecular solids under nanosecond laser pulses: The role of inertial
confinement”, D. Perez, P. Lorazo, L.J. Lewis et M. Meunier,
Appl. Phys. Lett. 89, 141907 (2006).
• “Coulomb explosion induced by intense ultrashort laser pulses in
two-dimensional clusters”, V. Mijoule, L.J. Lewis et M. Meunier,
Phys. Rev. A 73, 033203 (2006).
• “Stable fourfold configurations for small vacancy clusters in silicon from ab
initio simulations”, D.V. Makhov et L.J. Lewis,
Phys. Rev. Lett. 92, 255504 (2004).
• “Short-pulse laser ablation of solids: from phase explosion to fragmentation”,
P. Lorazo, L.J. Lewis et M. Meunier,
Phys. Rev. Lett. 91, 225502 (2003).
Mots-clefs
Physique numérique, matériaux amorphes, interaction laser-matière,
nanomatériaux
31 | RQMP | membRES