Responsable: Çağlar Girit

Recherche

1L’ingénieur quantique peut de nous jours concevoir et fabriquer des circuits mésoscopiques basés sur différentes briques élémentaires – boîtes quantiques, aimants moléculaires, nanofils, liens faibles supraconducteurs, graphène, etc. – et se comportant quantiquement à basse température. Comme en physique atomique et moléculaire, la spectrométrie est l’outil de choix pour sonder et manipuler les états quantiques de ces circuits.

2Mon projet de recherche est de développer un spectromètre intégré (on-chip’) à base des jonctions Josephson pour accéder aux propriétés électroniques des systèmes mésoscopiques entre 2 GHz et 2 THz. Non seulement cette technique rend accessible une gamme de fréquences hors d’atteinte par des moyens conventionnels d’optique et d’électronique, mais ce spectromètre aura une largeur de raie d’émission comparable à celle des meilleures sources, une sensibilité comparable à celle des meilleurs détecteurs, et la capacité de se coupler électromagnétiquement sur une très large bande, et sur une même puce, à un système mésoscopique. Les spectres obtenus permettront d’identifier les excitations élémentaires du système.

3Plusieurs expériences sont prévues pour le spectromètre Josephson : la mesure des temps de vie d’une quasiparticule ou paire de Cooper unique dans des supraconducteurs mésoscopiques ; la spectroscopie des états isolants au point de Dirac dans la graphène de haute mobilité ; et l’excitation des modes Majorana dans des systèmes hybrides supraconducteur-semiconducteur « topologique ».

Publications1

Janvier C., Tosi L., Girit Ç.Ö., Goffman M.F., Pothier H. et Urbina C., « Superconducting atomic contacts inductively coupled to a microwave resonator », Journal of Physics: Condensed Matter, 26(47), novembre 2014, 474208, DOI : 10.1088/0953-8984/26/47/474208.