Service de Physique de l'Etat Condensé

2 sujets /SPEC/GQ

Dernière mise à jour : 12-09-2018


 

Détection microonde d'un unique ion de terre rare

SL-DRF-18-0950

Domaine de recherche : Physique mésoscopique
Laboratoire d'accueil :

Service de Physique de l'Etat Condensé (SPEC)

Groupe Quantronique (GQ)

Saclay

Contact :

Patrice BERTET

Denis VION

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2018

Contact :

Patrice BERTET

CEA - DRF/IRAMIS

0169085529

Directeur de thèse :

Denis VION

CEA - DRF/IRAMIS/SPEC/GQ

2 5529

Page perso : http://iramis.cea.fr/spec/Pres/Quantro/static/people/denis-vion/index.html

Labo : http://iramis.cea.fr/spec/Pres/Quantro/static/index.html

Le but de la thèse est de détecter un unique ion de terre rare implanté dans un cristal hôte en améliorant la technique de résonance de spin électronique (ESR) : on utilisera pour cela le spin de l'ion Er3+ qui sera couplé à un résonateur microonde supraconducteur de très basse impédance, comprenant une constriction de 200nm x 50 nm x 15 nm placée quelques 20 nm au-dessus du spin. Le tout sera mesuré à 20 mK, le signal étant amplifié par un amplificateur paramétrique fonctionnant près de la limite quantique.

Manipulation de l’état quantique d’excitations supraconductrices individuelles dans des nanofils

SL-DRF-18-0964

Domaine de recherche : Physique mésoscopique
Laboratoire d'accueil :

Service de Physique de l'Etat Condensé (SPEC)

Groupe Quantronique (GQ)

Saclay

Contact :

Marcelo GOFFMAN

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-09-2017

Contact :

Marcelo GOFFMAN

CEA - DRF/IRAMIS/SPEC/GQ

0169085529

Directeur de thèse :

Marcelo GOFFMAN

CEA - DRF/IRAMIS/SPEC/GQ

0169085529

Page perso : http://iramis.cea.fr/Pisp/marcelo.goffman/

Labo : http://iramis.cea.fr/spec/Pres/Quantro/static/index.html

Les électrons dans les supraconducteurs forment des paires de Cooper auxquelles on n’a pas accès individuellement parce qu’elles sont superposées et délocalisées. Des états localisés apparaissent pourtant dans les liens faibles entre électrodes supraconductrices. En utilisant des contacts atomiques, nous avons fait la spectroscopie de ces états [1] et démontré la manipulation cohérente de paires de Cooper localisées [2].



L’objet du stage est de développer des expériences similaires avec des nanofils semiconducteurs d’InAs comme liens faibles entre des supraconducteurs. On s’attend à ce que les temps de cohérence quantique soient plus longs ; en outre, il devrait être possible de manipuler le spin d’électrons localisés parce que le couplage spin-orbite est fort dans l’InAs.



L’étudiant(e) abordera des concepts avancés en mécanique quantique et en supraconductivité. Il apprendra aussi des techniques expérimentales variées : la nanofabrication, les basses températures, les mesures bas-bruit et les mesures microonde. Il/elle sera intégré/e dans un groupe de recherche actif dans le domaine de l’électronique quantique.





[1] L. Bretheau et al., “Exciting Andreev pairs in a superconducting atomic contact”

Nature 499, 312 (2013). arXiv:1305.4091

[2] C. Janvier et al., “Coherent manipulation of Andreev states in superconducting atomic contacts”

Science 349, 1199 (2015), arXiv:1509.03961

• Physique mésoscopique

 

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