Supraconductivité d-wave dans les Etats de bords – SEEDS

L’électronique supraconductrice est devenue incontournable dans de nombreux domaines allant de l’astrophysique aux télécommunications, en passant par l’information quantique. L’un de ses piliers est un dispositif connu sous le nom de jonction Josephson. Ce projet propose de développer et caractériser expérimentalement un nouveau type de dispositif Josephson supraconducteur réalisé en couplant un supraconducteur (S) de symétrie "d" du paramètre d’ordre (d-wave) à haute température critique avec des matériaux 2D à cône de Dirac ayant des propriétés topologiques, et en particulier des isolants topologiques 2D (2D TIs).

Les 2D TIs ont des canaux de conduction 1D en leurs bords dans lesquels les électrons sont protégés contre la rétrodiffusion. On peut alors réaliser des canaux 1D supraconducteur en mettant ces matériaux en proximité avec un S. Les particularitées des Ss d-wave permettent d’envisager de nouveaux dispositifs exploitant la symétrie particulière de leur paramètre d’ordre supraconducteur, tels que le déphasage pi entre les nœuds supraconducteurs – possibilité absente des S conventionnels à symétrie "s" du paramètre d'ordre. Ce projet vise à démontrer la réalisation d'un couplage Josephson d-wave au travers les 2D TIs mis en proximité avec ces Ss et les possibles applications qui en découlent. Les développements proposés ont un réel potentiel tant du point de vue fondamental qu’industriel, notamment grâce aux interactions du laboratoire avec Thales, qui développe et commercialise des dispositifs Josephson.

Ce projet repose sur l’expertise du porteur (supraconductivité, TIs), sur l’environnement pourvu par le laboratoire d’accueil (UMPhy), ainsi que sur le réseau déja construit par le chercheur. Le projet permettra au chercheur de développer sa propre ligne de recherche en permettant le recrutement d’un étudiant en thèse et l’acquisition d’équipements cruciaux pour le projet.