Control de courants supraconducteurs via des effets de spin et de champ: fondements pour une électronique non conventionnelle – SUPERTRONICS

Ce projet cherche à comprendre et à maitriser les interactions dans les interfaces entre supraconducteurs, ferromagnets et ferroélectriques. Malgré le caractère éminemment fondamental des études proposées, l’objectif ultime c’est d’obtenir des nouvelles fonctionnalités basées dans les interactions entre ces différents matériaux. Ainsi, la réalisation de ce projet devrait ouvrir la porte à des dispositifs qui seraient à la base d’un nouveau type d’électronique supraconductrice.
Ce projet est basé sûr des résultats obtenus par quelques uns des partenaires du présent consortium, en partie dans le cadre des contrats ANR précédents. Ces résultats, et le savoir-faire acquis, met ce consortium dans une situation particulièrement avantageuse (au niveau international) pour la réalisation des études proposées. Dans ce sens, l’une des avantages clés de cette proposition c’est de rallier trois équipes d’expérimentateurs, une équipe de spécialistes en nanotechnologie et l’un des théoriciens les plus reconnus dans la matière.
Ce projet s’articule autour de deux idées,
1) L’une c’est la possibilité de rallier le transport de charge cohérent et non-dissipatif caractéristique des supraconducteurs et le transport polarisé en spin propre aux ferromagnets. Comme récemment démontre, ceci est possible via la génération de corrélations supraconductrices du type triplet aux interfaces entre supraconducteurs et ferromagnets. Nous allons étudier une séries de questions fondamentales à ce sujet –en cherchant à être capable de contrôler ces effets- ainsi que vérifier la possibilité de transférer ce type de supraconductivité « polarisé en spin » dans des métaux normaux. En plus de son intérêt d’un point de vue fondamental, ces phénomène pourrait ouvrir la porte à des applications dites « spintroniques », dans lesquelles l’information portée par les électrons polarisés en spin serait protégée par les corrélations supraconductrices.
2) L’autre idée c’est de réaliser des Jonctions Josephson dans lesquelles la barrière entre les deux électrodes supraconductrices est un matériau ferroélectrique. Il n’existent quasiment pas d’études sur ce sujet, notamment d’un point de vue expérimental, dû a la difficulté (aujourd’hui surmontée) à obtenir des barrières suffisamment fines pour permettre le couplage Josephson ayant à la fois des bonnes propriétés ferroélectriques. Les effets du ferroélectrique sur le couplage Josephson devraient permettre de contrôler ceci à l’aide d’un nouveau paramètre externe : l’application momentanée d’un champ électrique.