Le transistor a une paire de cooper : un systeme quantique macroscopique

par Philippe Joyez

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Julien Bok.

Soutenue en 1995

à Paris 6 .

mots clés

Résumé

Dans un systeme constitue de deux jonctions tunnel supraconductrices de tres petite taille (100 nm x 100 nm) connectees en serie, l'effet josephson qui tend a imposer la phase entre en competition avec les effets de charge dans l'electrode centrale (l'ile du dispositif) qui tendent a fixer la charge. En appliquant une tension sur une electrode supplementaire (appelee grille) on peut arbitrer cette competition en faveur de l'un ou l'autre de ces effets. Ceci est visible sur en particulier sur le supercourant traversant le dispositif: il est module periodiquement avec la tension de grille (d'ou le nom de transistor donne au systeme). Cette modulation presente un pic tres prononce lorsque deux etats de charge de l'ile sont degeneres vis a vis de l'energie electrostatique. Le systeme est alors dans un etat qui n'a pas de description classique: il est dans une superposition coherente d'etats. Dans cette these nous demontrons experimentalement le comportement de ce transistor et nous analysons les problemes theoriques et pratiques qui peuvent s'opposer a l'observation de la superposition coherente d'etat via la modulation du supercourant. En particulier, nous montrons que la parite du nombre d'electrons dans l'ile doit etre parfaitement controlee, et que l'impedance aux bornes du circuit joue un role capital dans l'amplitude du supercourant mesure

Titre traduit

The superconducting single electron transistor : a macroscopic quantum system

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