Proximity effect between a high temperature superconductor and graphene
Effet de proximité entre un supraconducteur à haute température critique et du graphène
Résumé
We have fabricated YBCO graphene junction. We studied the electronical transport at the interface between these two materials as well as the mechanism - the Andreev reflexion- by which a current carried by electrons is transformed into a current carried by Cooper pairs. We observed electronic interferences as a function of graphene doping. This modulation comes from the presence of a potential barrier at the interface between YBCO and graphene in which the particles are circulating before being transmitted or reflected. These interferences correspond to Klein tunneling of normal electrons when their energy is higher than the superconducting gap. At lower energy, Cooper pairs can traverse the barrier by Klein tunneling. We later fabricated YBCO graphene junctions which size is comparable to the graphene coherence length. We observed tunnel conductance when the interface between graphene and YBCO is opaque. In the case when the interface is transparent, we observed oscillations of the junction conductance as a function of the bias voltage and of the gate voltage. These oscillations seem to originate from electronic interferences inside the graphene channel between the superconducting electrodes. We also propose an experimental method to fabricate phi junction based on BSCCO.
Nous avons fabriqué des jonctions YBCO graphène, nous avons étudié dans un premier temps le transport électronique à l'interface entre ces deux matériaux ainsi que le mécanisme - la réflexion d'Andreev - par lequel un courant porté par des électrons est transformé en courant par des paires de Cooper. Nous avons observé des interférences électroniques en fonction du niveau de dopage du graphène. Ces interférences correspondent au tunneling de Klein d'électrons normaux quand l'énergie de ces électrons dépassent le gap supraconducteur. A plus basse énergie, ce sont les paires de Cooper qui passent la barrière par effet tunnel de Klein. Dans un deuxième temps, nous avons fabriqué des jonctions YBCO graphène dont la taille est comparable à la longueur de cohérence du graphène. Nous avons observé d'une part un comportement tunnel de la conductance dans le cas où l'interface graphène YBCO est sale. Dans le cas où l'interface YBCO graphène est propre, nous avons observé des oscillations de la conductance de la jonction en fonction de la tension de biais ainsi que de la tension de grille. Ces oscillations semblent provenir d'interférences électroniques dans le canal de graphène entre les électrodes supraconductrices. Enfin, nous présentons une nouvelle méthode de fabrication de jonction phi à base de BSCCO.
Origine : Version validée par le jury (STAR)