Transport électronique dans des nanojonctions supraconducteur-métal normal-supraconducteur

• Auteur / Autrice : Pascal Dubos
• Direction : Bernard Pannetier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015)

Mots clés

Mots clés libres

Physique

Etat condense

Structure electronique. Proprietes electriques. Magnetiques et optiques

Jonction sms

Nanostructure

Phenomene transport

Structure ilot

Effet josephson

Marche shapiro

Systeme mesoscopique

Hyperfrequence

Niobium

Cuivre

Nb

Cu

Résumé

Dans cet ouvrage, nous presentons une etude du transport electronique dans un ilot metallique diffusif en contact avec deux electrodes supraconductrices. Nous avons mis au point un nouveau procede de fabrication qui permet de realiser ces jonctions niobium - cuivre - niobium avec des interfaces metalliques tres transparentes. Les electrodes supraconductrices en niobium presentent alors une temperature critique proche de celle du supraconducteur massif. En preambule aux mesures de transport nous caracterisons les jonctions longues et diffusives par une etude quantitative theorique et experimentale du couplage josephson continu. Quand une tension est appliquee aux bornes de la jonction, la difference de phase entre les deux supraconducteurs oscille a tres haute frequence et la distribution des electrons est portee hors de l'equilibre thermodynamique. Nous mesurons une forte variation de conductance continue de la jonction qui est liee a la relaxation des electrons du metal normal via les collisions inelastiques. Nous avons ensuite realise une mesure de la conductance quand la jonction est irradiee avec une onde hyperfrequence. L'ilot se comporte comme une cavite resonante a la frequence josephson. Le couplage de l'onde avec cette cavite fait apparaitre les paliers shapiro quand la tension atteint v = nhw/2e. Ces paliers sont caracteristiques de l'oscillation sinusoidale du supercourant josephson. Au dessus d'une certaine temperature, il apparait en plus de nombreux paliers fractionaires. L'amplitude de ces nouveaux paliers persiste a haute temperature alors que les paliers shapiro disparaissent tres rapidement. Nous orientons la discussion en terme de contributions hors-equilibre au courant josephson alternatif.