Jonctions Josephson avec des états hélicaux dans des nouveaux matériaux

par Yoan Fauvel

Projet de thèse en Physique de la Matière Condensée et du Rayonnement

Sous la direction de Julia Meyer et de Manuel Houzet.

Thèses en préparation à l'Université Grenoble Alpes , dans le cadre de École doctorale physique , en partenariat avec PHotonique, ELectronique et Ingéniérie QuantiqueS (laboratoire) depuis le 01-10-2020 .


  • Résumé

    Les isolants topologiques sont des matériaux isolants en volume, mais qui hébergent des états de surface conducteurs topologiquement protégés. Nous étudierons les états hélicaux, pour lesquels le spin est attaché à la direction de propagation. Leur interaction avec la supraconductivité dans les jonctions Josephson doit donner lieu à ce qu'on appelle des modes de Majorana - de nouvelles quasiparticules qui pourraient être d'un grand intérêt pour l'information quantique. En particulier, nous nous intéresserons aux états hélicaux dans des nouveaux matériaux tels que les isolants topologiques d'ordre supérieur et les isolants topologiques de Hall quantiques. Les spécificités de ces systèmes soulèvent des questions intéressantes sur la manière d'observer et de manipuler les modes de Majorana.

  • Titre traduit

    Josephson junctions with helical states in novel materials


  • Résumé

    Topological insulators are materials that are insulating in the bulk, but host topologically-protected conducting surface states. Here we study helical states, where the two counter-propagating states carry opposite spins. Their interplay with superconductivity in Josephson junctions is predicted to give rise to so-called Majorana zero-modes – novel quasiparticles that may be of great interest to quantum information. In particular, we will be interested in the helical states in novel materials such as higher-order topological insulators and quantum Hall topological insulators. The specificities of these systems raise interesting questions about how to observe and manipulate the Majorana zero-modes.