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Accueil du site > Jonctions Josephson à base de graphène suspendu et couplage avec les phonons

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 : Sophie Guéron, Hélène Bouchiat Téléphone : 0169155314 e-mail : ferrier@lps.u-psud.fr, bouchiat@lps.u-psud.fr

 

Titre du sujet proposé :

Jonctions Josephson à base de graphène suspendu et couplage avec les phonons

 

Projet scientifique :

La structure hexagonale du graphène (un plan unique de graphite) lui confère un spectre électronique très particulier, constitué de cônes dits de Dirac, jointifs en leur pointe, qui coïncide avec les nœuds du réseau réciproque. Il en résulte des relations de dispersion linéaires correspondant à une masse effective des porteurs nulle et une symétrie parfaite particule/trou au niveau de Fermi. Le transport électronique comporte un grand nombre de signatures de ce spectre, qui sont explorées au laboratoire, en particulier en modulant la densité des porteurs électrons ou trous avec une grille électrostatique. Il s’agit de la magnétorésistance, de l’effet Hall et plus particulièrement la supraconductivité de proximité lorsque les échantillons sont connectés à des électrodes supraconductrices. Nous avons ainsi montré qu’il était possible de réaliser des jonctions Josephson à base de graphène avec un fort supercourant. De plus il est possible de suspendre les échantillons. L’absence de substrat permet d’améliorer la mobilité électronique, et surtout, de façon plus fondamentale, le transport devient beaucoup plus sensible aux modes de vibration de la feuille de graphène. Nous avons en particulier montré récemment que l’on peut exciter et détecter certains modes de phonons, par des expériences de transport non linéaire. Nous proposons au cours de ce stage d’explorer ce couplage électron-phonon avec des électrodes supraconductrices sur des échantillons de graphène suspendus. Sont attendus, d’une part une forte sensibilité du courant Josephson DC en irradiant l’échantillon avec une onde électromagnétique aux fréquences des modes propres de vibration de l’échantillon, d’autre part un couplage intéressant entre l’effet Josephson AC et ces modes de vibration lorsque leurs fréquences caractéristiques coïncident. Ce stage comportera une partie fabrication d’échantillons ainsi que les mesures à très basse température (50mK) dans un cryostat à dilution.