Thèse soutenue

Supraconductivité induite dans le graphène dopé par des nanoparticules métalliques
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Auteur / Autrice : Adrien Allain
Direction : Vincent Bouchiat
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance le 14/12/2012
Etablissement(s) : Grenoble
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale physique (Grenoble ; 1991-....)
Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Symhbad
Jury : Président / Présidente : Thierry Klein
Examinateurs / Examinatrices : Vincent Bouchiat, Claire Marrache-kikuchi, Nicolas Bergeal, Aviad Frydman
Rapporteurs / Rapporteuses : Bernard Plaçais, Dimitri Roditchev

Mots clés

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Résumé

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Cette thèse présente une étude des propriétés de transport à basses températures de matériaux hybrides composés de nano-clusters de métaux supraconducteurs (Sn et Pb) auto-assemblés à la surface d'une feuille de graphène. L'auto-assemblage du métal réalise un réseau bi-dimensionnel désordonné de jonctions Josephson. La caractérisation des propriétés supraconductrices révèle une transition de type 'BKT' avec une température de transition dépendant de la morphologie de la surface. Les propriétés supraconductrices de ce système sont fortement influencées par la grille arrière, qui contrôle la résistance dans l'état normal du graphène. Le résultat le plus marquant de cette thèse a été obtenu en utilisant du graphène désordonné. La présence de défauts structuraux dans la maille de graphène induit un régime de localisation forte à basses températures. En faisant varier le voltage de grille, la résistance de tels échantillons peut varier de 3 ordres de grandeurs. Cette grande dynamique a été mise à contribution pour la réalisation d'une transition de phase supraconducteur-isolant dans des échantillons décorés à l'étain. L'étude de cette transition de phase quantique révèle un comportement de type percolatif et une résistivité universelle prédite par la théorie à la transition. Enfin, un travail préliminaire visant à réaliser des résonateurs mécaniques supraconducteurs à l'aide des ces matériaux hybrides est également présenté.