Description

Le projet Multicross a pour but d’amener la compréhension de la photo-physique des métaux de transition à un nouveau niveau de détails grâce à un programme couplant de la recherche expérimentale et théorique incluant 3 laboratoires basés sur 2 pays. Les techniques de spectroscopies ultrarapides de rayon-X et d’optiques vont être amenées à des résolutions temporelles approchant les 10fs. Nous allons utiliser des modèles quantiques complexes qui seront utilisés pour résoudre l’équation de Schrödinger dépendante du temps dans le but de suivre l’évolution des paquets d’ondes photo-excités et leurs dispersions le long des différentes trajectoires d’état excités qui seront contrôlés par les différentes excitations laser. Si ce modèle est à même d’expliquer toutes nos observations expérimentales, il sera alors une représentation robuste qui pourra être utilisée pour clarifier les mécanismes se cachant derrière les propriétés usuelles observées lors des croisement inter-systèmes ultrarapides ayant lieu dans les complexes à métaux de transition. En effet, les métaux de transition jouent un rôle central dans l’élaboration de photorécepteurs, la catalyse et ils sont présents sur les sites actifs biologique. Cela est dû à leur capacité à changer leur niveau d’oxydation (favorisant des transferts de charge). Un exemple type est la famille des complexes organométalliques. Les ligands organiques entourant le centre métallique lèvent la dégénérescence des orbitales 3d résultant couramment en orbitales moléculaires liantes et anti-liantes séparées par un gap en énergie. Ce gap induit la possibilité de créer différents états électroniques et structuraux qui peuvent être stabilisé par des contributions enthalpique (Bas Spin, BS) ou entropique (Haut Spin, HS). L’état Haut Spin correspond à la population des orbitales anti-liantes. La transition de spin de l’état BS à l’état HS peut être photo-induite via une excitation électronique correspondant à un transfert de charge entre le métal et le ligand (MLCT). Beaucoup d’expériences ont essayé de comprendre les différents chemins suivis par le système après la population initiale de cet état à transfert de charge. Il en a été conclu que les croisement inter-systèmes présentaient une efficacité quantique très élevée. Ces résultats sont à l’origine d’une vaste série d’investigations à la fois théorique et expérimentale pour améliorer notre compréhension de la photo-commutation de l’état BS vers l’état HS qui a lieu en moins d’une picoseconde . De nos jours, alors que la nature ultrarapide de cette photo-commutation n’est plus à débattre, une compréhension avancée de ce processus est toujours manquante. En effet, il existe encore actuellement de fortes contradictions entre des résultats récents qui suggèrent des mécanismes physiques complètement différents. Pour des systèmes plus complexes s’éloignant de la géométrie octaédrique, la compréhension de ce processus est encore moins claire et très peu d’expériences ont exploré ce type de systèmes. Le projet Multicross projette de travailler sur ces différents systèmes pour obtenir une compréhension détaillée de ces processus mettant en jeu des phénomènes structuraux et électroniques sur des échelles de temps ultra-rapide.

Membres de l'équipe