Rectification et supraconductivité de proximité dans des anneaux mésoscopiques

par Lionel Angers

Thèse de doctorat en Physique. Physique mésoscopique

Sous la direction de Hélène Bouchiat.


  • Résumé

    Le cadre de cette thèse est l'étude du transport électronique à l'échelle mésoscopique. C'est-à-dire que les échantillons sont de taille L inférieure à Lphi où la longueur de cohérence de phase Lphi caractérise la longueur sur laquelle les électrons gardent une mémoire de phase et peuvent donc interférer. Lphi augmente quand la température diminue (typiquement, Lphi supérieure à 1mm pour T inférieure à 100mK). Cette cohérence de phase engendre des corrections quantiques à la conductance linéaire G1 (définie par I=G1V+G2V2) qui ont été étudiées depuis le début des années 80. Pour notre part, nous avons montré l’existence d’un terme impair en champ magnétique dans la conductance non linéaire d’ordre 2 qui n’existe pas dans la conductance linéaire G1 pour des raisons de symétrie (règles d’Onsager). Ce terme donne des informations sur les interactions électron-électron. Les systèmes que l’on a étudiés sont des anneaux réalisés dans un gaz bidimensionnel d'électrons (2DEG). Quand on place un conducteur normal (i. E. Non supraconducteur) entièrement cohérent de phase entre 2 supraconducteurs, il peut être parcouru par un supercourant. Nous nous sommes particulièrement intéressés à la relation supercourant-phase Isu(F) dans des anneaux supraconducteurs connectés qui sont interrompus en 2 endroits par un métal diffusif. Nous avons observé des oscillations du courant de transition (Supraconducteur/Normal) de période correspondant à h/(2e) dans la surface de l’anneau. L’enveloppe de ces oscillations diminue de façon gaussienne à fort champ et dans certains cas de façon surprenante, elle augmente à bas champ.

  • Titre traduit

    Rectification and proximity effect in mesoscopic rings


  • Résumé

    This thesis deals with the electronic transport at the mesoscopic scale. That is to say the samples are smaller than Lf the phase coherence length which corresponds to the length up to which the electrons keep their phase memory and thus can interfere. Lphi increases when temperature decreases (typically, Lphi greater than 1mm for T less than 100mK). This phase coherence yields quantum corrections to the linear conductance G1 (defined by I=G1V+G2V2) which have been studied since the beginning of the 80’s. We showed that there is an antisymmetric part in magnetic field of the second order non linear conductance G2 which does not exist in the linear conductance G1 for symmetry reasons (Onsager rules). This term gives informations on the electron-electron interactions. The systems we studied are rings realised in bidimensionnal electron gas. When we place a normal conductor (i. E. Non superconducting) fully coherent between 2 superconductors, a supercurrent can flow through the junction. We focused on the phase-current relation Isu(F) in connected superconductor rings which are interrupted by a diffusive metal twice. We observed oscillations in the switching current (Superconductor/Normal) the period of which corresponds to h/(2e) in the area of the ring. The envelop of those oscillations decreases in a gaussian way for high magnetic field and in some cases, it surprisingly increases for low magnetic field.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (219 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 213-219

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2007)61
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