Nanophysique

Groupe « Physique statistique et matière condensée »

L’équipe de nanophysique du CPT étudie le transport électronique dans les systèmes de taille nanoscopique ou mésoscopique en matière condensée. La taille réduite de ces systèmes, et les conditions dans lesquelles ils sont étudiés (basse température, dimensionnalité, …), permet de préserver la cohérence quantique et d’obtenir des comportements inédits dus aux propriétés fondamentales de la mécanique quantique.

Un premier axe de recherche concerne les dispositifs supraconducteurs et hybrides. Dans un supraconducteur, les électrons sont appariés en paire de Cooper, et le transport cohérent de paires entre deux supraconducteurs mène au courant Josephson. Nous avons étudié les propriétés du courant Josephson lorsqu’il se fait à travers une molécule magnétique, un semi-conducteur avec couplage spin-orbite, etc. Nous étudions également les dispositifs supraconducteurs et hybrides à plusieurs terminaux hors équilibre, qui permettent de séparer spatialement les deux électrons des paires de Cooper, ce qui est source d’intrication quantique.

Un second axe de recherche concerne l’effet Hall quantique, dans lesquels le transport électronique se fait dans des états de bord unidimensionnels. Les interactions électroniques mènent à l’apparition de modes de transport collectifs, caractérisés par une charge élémentaire différente de la charge de l’électron. Le transport unidimensionnel permet également d’étudier l’optique quantique électronique, dans laquelle les concepts de l’optique quantique sont transposés aux cas des électrons individuels.

Un troisième axe de recherche concerne la thermoélectricité quantique, qui présente un intérêt fondamental et au niveau des applications. Nous avons montré que le coefficient de Seebeck pouvait être fortement augmenté en régime transitoire et nous avons mis en évidence le lien fort entre efficacité thermoélectrique et les corrélations mixtes charge/chaleur. Nous poursuivons l’étude du bruit mixte dans différents types de nano-jonctions.