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Accueil du site > Transport quantique dans les anneaux mésoscopiques hybrides couplés à un résonateur micro-onde

Proposition de stage 2009-2010
MASTER 2ème année

 

Laboratoire : Laboratoire de Physique des Solides

Adresse : Bâtiment 510, Centre Scientifique d’Orsay, 91405 Orsay Cedex Directeur du laboratoire : Jean-Paul Pouget

Responsables du stage : Meydi Ferrier Hélène Bouchiat Téléphone : 0169155314 e-mail : ferrier@lps.u-psud.fr, bouchiat@lps.u-psud.fr

 

Titre du sujet proposé :

Transport quantique dans les anneaux mésoscopiques hybrides couplés à un résonateur micro-onde

 

Projet scientifique :

Une façon de révéler le caractère quantique des électrons dans un métal non supraconducteur est de le rendre supraconducteur par proximité avec un métal supraconducteur : à basse température, un supercourant peut traverser un fil d’or, de cuivre ou d’argent de plusieurs microns de long ! Nous avons aussi exploré cette propriété de cohérence quantique dans des conducteurs plus exotiques, allant des nanotubes de carbone à la molécule d’ADN, et plus récemment dans une couche de graphène (monoplan de graphite).

Nous avons développé une technique expérimentale originale qui permet de mesurer l’impédance complexe d’anneaux mésoscopiques dans le domaine micro-onde à très basse température en l’absence de tout contact direct avec des appareils de mesure. Elle utilise des microrésonateurs supraconducteurs multimodes de très grand facteur de qualité fonctionnnant entre 300MHz (fréquence fondamentale) et 6GHz (harmonique 20). Elle nous a permis d’explorer la physique des courants permanents sur un réseau d’anneaux normaux et nous avons montré récemment q’elle pouvait être transposée aux anneaux hybrides comportant une partie normale et une partie supraconductrice. En particulier il a été possible de mettre en évidence dans ces anneaux l’existence d’une compétition en deux types de transport, un transport non dissipatif relié au supercourant supraconducteur mais aussi un transport dissipatif. Ce dernier fait intervenir une résistance effective fortement dépendante de la fréquence et du flux magnétique dans l’anneau très différente de celle de la partie normale de l’anneau. Est elle reliée aux électrons normaux ou à une viscosité des paires de Cooper qui ne peuvent « suivre » la modulation rapide de phase qui leur est imposée ?

Autant de questions auxquelles nous essairons de répondre en développant ces expériences…

Nous envisageons aussi d’utiliser cette même technique pour explorer d’autres structure hybrides plus exotiques par exemple comportant un nanotube de carbone.