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Dispositifs quantiques contrôlés : nanofabrication propriétés électroniques et magnétiques
Thèmes de Recherche
Notre équipe étudie, à l’échelle nanométrique, les propriétés quantiques locales, électroniques et magnétiques, des matériaux et de leurs nanostructures. Nous nous intéressons d’une part aux origines de la supraconductivité, en particulier non-conventionnelle dans les cuprates-supraconducteurs à haute température critique mais aussi dans MgB2, pnictides, chlatrates etc., et nous étudions les propriétés nouvelles apparaissant lorsque la supraconductivité est confinée spatialement dans des nanostructures (confinement de vortex, transition supraconducteur-isolant en limite bi-dimensionnelle). D’autre part, nous explorons la transition métal-isolant de Mott induite par pulse électrique à l’échelle nanométrique.
Notre instrument de prédilection est le microscope à effet tunnel (STM – Scanning Tunneling Microscopy) : il donne accès à la fois à la topographie de la surface du matériau étudié mais aussi à ses propriétés électroniques locales par le biais de la spectroscopie tunnel (STS - Scanning Tunneling Spectroscopy). Nous obtenons ainsi une véritable cartographie de la densité d’états électroniques d’un matériau à l’échelle atomique, et nous observons son évolution en fonction de la température ou du champ magnétique appliqué. Nos expériences sont réalisées dans des conditions de plus en plus extrêmes d’ultra-vide (pression inférieure à 10-10mbar, soit 10-13 atmosphères), de très basse température (0,3K, soit -272,8°C), sous fort champ magnétique (jusqu’à 8 teslas, soit plus de 100.000 fois l’intensité du champ magnétique terrestre). Pour cela nous développons et construisons nos propres dispositifs expérimentaux.
L’équipe travaille en parallèle sur trois thèmes de recherche et une direction transversale (instrumentale) :
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Effets de confinement dans les supraconducteurs nanométriques
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Propriétés locales des supraconducteurs non-conventionnels
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Matériaux isolants de Mott : Contrôler la transition isolant-métal avec un STM !
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Explorer le Nano-monde avec un Microscope Tunnel à Balayage
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