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MATériaux, InterfaceS, Surfaces, EnvironnementFil d'arianeAccueil / FORMATION / THESES ET SOUTENANCES / Thèses 2018 / Thèse de Alexandre AssoulineFORMATIONCircuits hybrides supraconducteur/semi-conducteur
Axe 4 - Dimensionnalité et confinement
Thèse de Alexandre Assouline
Projet de recherche mené depuis le 1er octobre 2015.
Soutenance le 9 octobre 2018 - Amphi Urbain de l'ESPCI
10 rue Vauquelin
75005 Paris
Co-tutelles
Mots Clés
Josephson - Andreev - Boîtes quantiques - Spin-orbite - Supraconducteurs - Semi-conducteurs - Nanofils - InAs - Couches minces - Bi_2$Se_3
Résumé
Les jonctions Josephson sont les briques de base des circuits supraconducteurs. Elles sont constituées de deux supraconducteurs séparés par une barrière isolante. Dans cette thèse, nous présentons deux expériences où la barrière isolante est remplacée par un semi-conducteur.
Dans la première, nous étudions des nanofils dans le régime du blocage de Coulomb, où le nombre d'électrons peut être controlé, un par un, jusqu'à induire une transition entre un régime métallique et un régime isolant. A travers cette transition, nous avons observé qu'un spin électronique se comporte comme une impureté magnétique et donne lieu à la formation d'états électroniques discrets entre les électrodes supraconductrices. La compréhension de ces dispositifs est essentielle pour le développement de la nanoélectronique à base de supraconducteur.
Dans la seconde expérience, nous étudions l'effet Josephson dans des couches minces où le mouvement des électrons dépend de leur orientation de spin. Ce couplage spin-orbite est essentiel dans un grand nombres de travaux théoriques visant à découvrir des nouvelles phases de la matière. Nous démontrons par cette expérience que le couplage spin-orbite peut être sondé par des mesures sensibles à la différence de phase entre les électrodes supraconductrices qui forment la jonction Josephson.
Publications
- Alexandre Assouline, Cheryl Feuillet-Palma, Nicolas Bergeal, Tianzhen Zhang, Alireza Mottaghizadeh, Alexandre Zimmers, Emmanuel Lhuillier, Massimiliano Marangolo, Mahmoud Eddrief, Paola Atkinson, Marco Aprili, Herve Aubin
Spin-Orbit induced phase-shift in Bi2Se3 Josephson junctions.
Nat. Commun. 10, 126 (2019)
DOI : 10.1038/s41467-018-08022-y
Ref HAL : hal-01983043, version 1 - Alexandre Assouline, Cheryl Feuillet-Palma, Alexandre Zimmers, Hervé Aubin, Marco Aprili, and Jean-Christophe
Shiba bound states across the mobility edge in doped InAs nanowires
Harmand Phys. Rev. Lett. 119, 097701 – Published 31 August 2017
DOI : https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.119.097701
Ref HAL : hal-01611648, version 1 - Wasim Mir, Alexandre Assouline, Clément Livache, Bertille Martinez, Nicolas Goubet et al.
Electronic properties of (Sb;Bi) 2 Te 3 colloidal heterostructured nanoplates down to the single particle level OPEN
Scientific Reports, Nature Publishing Group, 2017, 7, pp.9647 - 9647.
DOI : 10.1038/s41598-017-09903-w
Ref HAL : hal-01578455v1 - Sergio Vlaic, Stéphane Pons, Tianzhen Zhang, Alexandre Assouline, Alexandre Zimmers et al.
Superconducting parity effect across the Anderson limit
Nature Communications, Nature Publishing Group, 2017, 8, pp.14549.
DOI : 10.1038/ncomms14549
Ref HAL : hal-01496658v1 - Tianzhen Zhang, Sergio Vlaic, Stéphane Pons, Alexandre Assouline, Alexandre Zimmers, Dimitri Roditchev, Hervé Aubin, Guy Allan, Christophe Delerue, Christophe David, Guillemin Rodary, and Jean-Christophe Girard
Quantum confinement effects in Pb nanocrystals grown on InAs
Phys. Rev. B 97, 214514 – Published 19 June 2018
DOI : https://doi.org/10.1103/PhysRevB.97.214514
Interventions
Prix et distinctions
25/01/19
Traductions :Egalement dans la rubrique
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