Effet tunnel dépendant en spin dans des jonctions supraconducteur - boîte quantique

par Alvaro Garcia Corral

Projet de thèse en Nanophysique

Sous la direction de Hervé Courtois et de Clemens (phys) Winkelmann.

Thèses en préparation à Grenoble Alpes , dans le cadre de École doctorale physique (Grenoble) , en partenariat avec Institut Néel (laboratoire) et de Matière Condensée, Matériaux et Fonctions (equipe de recherche) depuis le 04-11-2016 .


  • Résumé

    Lors de l'insertion d'un seul point quantique (Q, une molécule ou une nanoparticule) entre deux contacts supraconducteur (S), le dispositif résultant a fascinantes propriétés de conduction électronique, qui reflètent le couplage des orbitales des niveaux d'énergie quantique discrets à la supraconductivité. Nous avons récemment démontré les propriétés dynamiques de ces dispositifs, qui apparaissent lorsque sondé dans les hautes fréquences. En particulier, la probabilité et la direction du tunnel de chaque électron peut être réglée très précisément. Avec des jonctions SQS, on a ainsi construit et étudié une source d'électrons métrologique quantique montrant un courant quantifié. L'objectif de cette thèse est d'étudier les propriétés des propriétés d'effet tunnel spin-sélective au-dessus. Le fractionnement Zeeman des niveaux orbitaux du point quantique peuvent soulever la dégénérescence de spin électronique. Ainsi, seulement les électrons d'un spin donné sont autorisés à tunnel vers/depuis le supraconducteur. De là, on peut obtenir un source de courant d'électron unique polarisé en spin. Ce travail expérimental implique la nanofabrication des nano-jonctions supraconducteurs, qu'est reposant sur une technique bien maîtrisée dans le groupe, à la plate-forme Nanofab. L'étudiant devra effectuer des mesures de transport électroniques ultra-sensibles dans un réfrigérateur de dilution à des températures inférieures à 0.1 K, à la fois qu'à des fréquences basses et hautes.

  • Titre traduit

    Spin-sensitive Tunneling in Superconductor - Quantum Dot junctions


  • Résumé

    When inserting a single quantum dot (Q, a molecule or a nanoparticle) between two superconducting (S) contacts, the resulting device has fascinating electronic conduction properties, which reflect the coupling of discrete orbital quantum energy levels to superconductivity. We have recently demonstrated the dynamical properties of such devices, which show up when probed at high frequencies. In particular, the probability and direction of tunneling of each single electron can be very precisely tuned. With SQS junctions, we have thereby built and studied a quantum metrological electron source demonstrating a quantized current. The goal of this thesis is to study the above tunneling properties spin-selectively. Zeeman splitting the orbital quantum dot levels can lift the electronic spin degeneracy. Thereby, only electrons of a given spin are allowed to tunnel to/from the superconductor. From this, one can obtain a spin-polarized single electron current source. This experimental work involves nanofabrication of superconducting nano-junctions relying on a technique well mastered in the group, at Nanofab platform. The student will perform ultra-sensitive electronic transport measurements in a dilution refrigerator below 0.1 K, both at low and high frequencies.