Surface Acoustic Waves Localization in 2D Disordered Phononic Crystals using Pump and Probe Spectroscopy

Abstract

Nous rapportons ici quelques résultats expérimentaux portant sur la localisation d'ondes acoustiques de surface à l'échelle du micron pour différents types de cristaux phononiques désordonnés. Pour ce faire, un dispositif de spectroscopie pompe-sonde résolu en temps (grâce à une ligne à retard) et en espace (via un système d'imagerie 4f) a été développé, permettant ainsi d'imager les ondes de surface au cours de leur propagation dans le cristal. Les processus de diffusion d'une onde acoustique (de même que les ondes électromagnétiques) par un objet diffusant sont bien connus depuis plusieurs années et sont parfaitement décrits par la théorie de la diffusion. Cependant, lorsque la densité des diffuseurs devient importante et leurs positions aléatoires, des effets d'interférences constructives interviennent, conduisant à un arrêt total des processus de diffusion. De nombreux travaux au cours des dernières décennies ont montrés que le ralentissement des processus de diffusion peut être entièrement caractérisé par la distribution spatiale des diffuseurs (corrélés, non corrélés...) et l'intensité du désordre. Les systèmes d'intérêt consistent en des piliers d'aluminium de 300nm de diamètre et 70nm de hauteur fabriqués sur une fine couche d'aluminium (faisant office de transducteur), le tout déposé sur un substrat en silice. Afin de mieux comprendre les mécanismes de transport des ondes dans des milieux désordonnés deux configurations ont été envisagées : une première ou les piliers sont distribués en surface du film d'aluminium suivant une loi gaussienne et une seconde suivant une distribution de Poisson.