Étude par STM de nanostructures supraconductrices par proximité

• Auteur / Autrice : Maud Vinet
• Direction : Marc Sanquer
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015)

Mots clés

Mots clés libres

Physique

Etat condense

Structure electronique. Proprietes electriques. Magnetiques et optiques

Effet proximite

Effet tunnel

Stm

Dispositif experimental

Reflexion andreev

Paire electron trou

Densite etat electron

Bande interdite

Minibande

Chaos

Theorie quantique

Theorie classique

Nanostructure

Jonction supraconductrice

Or

Niobium

Etude experimentale

Equation usadel

Au

Nb

Résumé

Cette these a ete motivee par le desir d'etudier l'effet de proximite entre un metal normal (n) et un supraconducteur (s). Pour cela, nous avons construit un microscope a effet tunnel (stm) pour mesurer la densite d'etats electroniques locale d'un metal. Celui-ci fonctionne a 100 mk dans un cryostat a dilution renverse. Pour respecter la philosophie de ce cryostat original, le stm est thermalise par contacts mecaniques sur la boite de melange sans gaz d'echange. Avant de coupler le stm a la dilution, nous avons procede a une mise au point prealable dans un cryostat a 4he a des temperatures comprises entre 4,2 k et 1,5 k. Nous avons donc etudie l'effet de proximite entre de l'or (n) en bon contact electrique avec du niobium (s) a 1,5 k. La reflexion d'andreev est le mecanisme microscopique qui regit cet effet de proximite. Elle permet a electron incident d'energie au dessus du niveau de fermi qui arrive sur une interface avec un supraconducteur d'etre retro-reflechit en un trou d'energie -. La paire electron-trou correles ainsi creee dans le metal normal se propage de maniere coherente sur une distance l hd/. Ces correlations conduisent a un affaiblissement de la densite d'etats a une particule dans le metal normal. Lorsque l'or est de taille infinie, 1 m dans notre cas, nous observons un affaiblissement de la densite d'etats electroniques locale dont l'extension spectrale diminue lorsque l'on s'eloigne de l'interface. Physiquement, c'est une manifestation de la longueur l. Les spectres mesures sont quantitativement expliques par le formalisme quasi-classique de l'equation d'usadel. Lorsque l'or est en contact avec le niobium est de faibles dimensions, quelques dizaines de nanometres, la densite d'etats montre un minigap