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Faits marquants / Actualités

The Oxford Handbook of Small Superconductors

A.V. Narlikar (Editor) Oxford Handbooks, 2017

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Chapitres :

« Local Scale Spectroscopic Studies of Vortex Organization in Mesoscopic Superconductors »

Autors : Tristan Cren, Christophe Brun (INSP), Dimitri Roditchev, Milorad Milosevic

« Proximity Effect : A New Insight From In-Situ Fabricated Hybrid Nanostructures »

Autors : Tristan Cren, Christophe Brun (INSP), Dimitri Roditchev, Juan Carlo Cuevas

Description

Ce manuel traite d’un ensemble remarquable de matériaux, les « supraconducteurs mésoscopiques », dont les dimensions vont de quelques micromètres à un nanomètre. À cette taille, les effets quantiques sont prédominants et modifient fortement les propriétés supraconductrices. Des recherches très innovantes sur les petits supraconducteurs ont émergé, et dans un monde obsédé par la miniaturisation de la technologie des dispositifs électroniques, ils deviennent incontournables pour le développement de nouveaux dispositifs quantiques passionnants.

Les chapitres, écrits par des chercheurs de tout premier plan provenant de 15 pays différents, sont présentés en trois parties : études fondamentales, recherche sur les matériaux, et avancées des nanodispositifs. Le contenu du manuel devrait intéresser les étudiants et les chercheurs universitaires de niveau avancé, en particulier dans les domaines de la physique, de la science des matériaux, de la nanoscience et de l’ingénierie. Divers commentaires et aperçus figurant dans le livre devraient répondre aux interrogations des non-spécialistes intéressés à la supraconductivité nanométrique. Le livre comporte une introduction générale pour les lecteurs découvrant le domaine. Le livre devrait également intéresser des scientifiques et des ingénieurs des industries électroniques et leur exposer l’état actuel de la théorie, la fabrication et l’avenir des supraconducteurs mésoscopiques. Ce volume offre la possibilité de participer à des travaux de recherche de pointe dans l’un des domaines les plus excitants de la physique d’aujourd’hui et de demain.

Plus d’information


Cohérence à longue portée d’états liés magnétiques dans un supraconducteur

GIF Nature Physics cover by Gerbold C. Ménard (décembre 2015)

Dans cette étude, nous montrons que le spin classique localisé d’ un atome magnétique immergé dans un supraconducteur avec une structure de bande électronique à deux dimensions donne lieu à un état quantique magnétique cohérent à longue distance. Nous mettons en évidence expérimentalement des états liés cohérents possédant une asymétrie particule-trou qui oscille spatialement sur plusieurs dizaines de nanomètres autour d’atomes de fer individuels incorporés dans un cristal 2H - NbSe2. Nous montrons théoriquement comment la dimensionnalité réduite améliore l’étendue spatiale de ces états liés et décrivons leur énergie et leur structure spatiale. Ces états magnétiques spatialement étendus pourraient être utilisés comme des blocs de construction pour coupler de manière cohérente des atomes magnétiques éloignés dans de nouvelles phases supraconductrices topologiques.

Nature Physics 11, 1013–1016 (2015)

Actualité Scientifique de l’Institut de Physique du CNRS 21 mars 2016


Quand l’observation donne chair aux vortex Josephson

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Un courant supraconducteur peut traverser un petit espace qui sépare deux matériaux supraconducteurs, c’est l’effet Josephson. Ce courant a comme propriété de dépendre de manière périodique du champ magnétique auquel est soumis le circuit supraconducteur. Cet effet est souvent interprété comme résultant de la présence simultanée en divers endroits de la jonction de courants microscopiques allant dans un sens ou dans l’autre et produisant des interférences. À cette interprétation est associée l’image physique de tourbillons de courant, les « vortex Josephson » pénétrant au cœur de la jonction lors des variations de champ magnétique. Alors que ces tourbillons n’étaient considérés jusqu’à présent que comme artifice utile pour les calculs, nous venons de démontrer leur réalité en les observant grâce à un microscope à effet tunnel. Ce travail, mené en collaboration avec des théoriciens de l’Université Autonome de Madrid, de l’Université Fédérale du Ceará et de l’Université d’Anvers, vient d’être publié dans Nature Physics.

Nature Physics 11, 332–337 (2015)

Actualité Scientifique de l’Institut de Physique du CNRS 31 mars 2015


Quelles briques de base pour la supraconductivité dans une monocouche atomique ?

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En analysant la structure spatiale d’un supraconducteur composé d’une couche monoatomique de plomb déposée sur un substrat de silicium, nous avons mis au jour dans l’état supraconducteur des structures de taille comparable à la taille de quelques atomes, c’est-à-dire bien plus petites que les paires de Cooper, pourtant considérées comme les briques de base de l’état supraconducteur. Ce travail est en contradiction avec les modèles théoriques de supraconductivité dans de tels systèmes. Il suggère l’existence de fortes corrections quantiques de type Bose-Einstein aux paires de Cooper, dues à une importance accrue des effets de corrélation entre électrons via le désordre dans ce système purement bidimensionnel. Ce travail est publié dans la revue Nature Physics.

Nature Physics 10, 444–450 (2014)

Actualité Scientifique de l’Institut de Physique du CNRS 12 mai 2014


Transition résistive à l’échelle nanométrique dans l’isolant de Mott GaTa4Se8

GIF - 34.9 ko

Nous avons étudié le composé isolant de Mott GaTa4Se8 dans lequel nous avions précédemment découvert une transition résistive induite par le champ électrique. A l’aide de la microscopie/spectroscopie (STM/STS), nous montrons que cette transition résisitive est concomitante à l’apparition de domaines métalliques et superisolants de taille nanométrique. Nous montrons également que la transition électronique locale peut être contrôlée à l’échelle nanométrique par la pointe STM à température ambiante. Cela ouvre la voie pour des applications concernant les dispositifs à mémoire non volatile RRAM (resistive random access memory).

Nano Letters 13, (8) (2013)