Micro-resonateurs en supraconducteurs à haute température pour spectroscopie de résonance paramagnétique électronique innovante – HIGHPOINT-EPR

La Résonance Paramagnétique Électronique (RPE) est une puissante technique spectroscopique introduite dans les années 1940 qui permet l'examen de systèmes contenant des électrons non appariés. La portée étendue de cette technique englobe l'analyse des semi-conducteurs, la biologie et la chimie structurale, l'informatique quantique, la dosimétrie ou encore le contrôle-qualité des aliments, captivant ainsi des scientifiques de divers domaines. Cependant, la RPE conventionnelle est connue pour sa faible sensibilité, ce qui la rend très difficile, voire impossible, à utiliser pour des petits échantillons de dimensions inférieures au millimètre (ou typiquement un volume inférieur au nL).
Au cours des dernières décennies, le domaine de la RPE quantique à très basse température (quantum-mK-RPE) a vu le jour et s'est développé. Des avancées en matière de sensibilité, allant jusqu'à la détection de spin unique, ont été démontrées grâce à l'utilisation de températures de quelques milliKelvins avec des circuits quantiques micro-ondes supraconducteurs à faible perte. Ces avancées impressionnantes, fonctionnant uniquement qu'à des températures de l'ordre du mK, nécessitent encore beaucoup de recherche et d'adaptation pour pouvoir être utiles dans le vaste domaine des applications de la RPE, où la polyvalence en termes de température est essentielle.
Le projet Highpoint-EPR vise à combler le fossé entre la RPE conventionnelle et la RPE quantique à très basse température, en exploitant à la fois leurs points forts, à savoir la polyvalence en termes de température et l'accès étendu de la RPE conventionnelle, ainsi que la sensibilité élevée et les nouvelles méthodologies de mesure de la RPE quantique à très basse température.