Supraconductivité de proximité dans les nanostructures métalliques artificielles

Proximity superconductivity in artificial metallic nanostructures

• Auteur / Autrice : Hervé Courtois
• Direction : Bernard Pannetier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1994
• Etablissement(s) : Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015)

Mots clés

Mots clés libres

Physique

Etat condense

Proprietes electriques

Magnetiques

Optiques

Etude experimentale

Supraconductivite

Effet proximite

Nanostructure

Localisation faible

Champ coulomb

7480f

Pac

7450

Pac

Experimental study

Superconductivity

Proximity effect

Nanostructures

Weak localization

Coulomb field

Résumé

Nous avons etudie l'effet de proximite dans un systeme mesoscopique comportant un conducteur de metal normal n en contact avec des iles supraconductrices s laterales. Une methode d'evaporation metallique oblique sur un masque submicronique suspendu a ete mise au point sous ultra-haut vide, nous permettant de controler la qualite de l'interface n-s depuis un contact metallique parfait jusqu'a une barriere tunnel. Nous presentons un nouveau type de filtre haute-frequence large bande, miniaturise sur un substrat de cuivre, efficace jusqu'a tres haute frequence (20 ghz) et dedie au filtrage absolu d'echantillons mesoscopiques. Les mesures de transport jusqu'a tres basse temperature (20 mk) montrent que le comportement du transport dans un metal normal en proximite avec un supraconducteur depend fortement des parametres microscopiques, que sont la longueur de coherence des paires d'electrons, la longueur equivalente de barriere a l'interface et la dimension laterale des jonctions. Le couplage josephson montre un comportement en temperature nouveau, decrit par les modeles classiques que dans un regime propre pour la longueur de coherence normale. L'observation de centre de glissement de phase a basse temperature exemplifie le caractere de bande interdite nulle (gapless) de la surpraconductivite de proximite. Dans une geometrie de reseau bidimensionnel, un nouveau regime d'extreme anisotropie est realise, se caracterisant par une oscillation tres piquee de la temperature de transition resistive en fonction du champ magnetique. Dans un conducteur normal en anneau, un flux magnetique permet de piloter l'interference entre les courants supraconducteurs selon un effet de type squid. Les corrections de conductance liees a la localisation faible dans le conducteur normal au voisinage d'une interface n-s sont egalement discutees. Nous presentons enfin une experience decisive afin de tester l'effet du blocage de coulomb sur l'effet de proximite dans une jonction n-s en regime tunnel