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Perturber des nano-jonctions supraconductrices avec des micro-ondes permet de révéler leur caractère


Perturber des nano-jonctions supraconductrices avec des micro-ondes permet de révéler leur caractère

 

La grande vertu des supraconducteurs est de pouvoir transporter le courant électrique sans dissiper d’énergie. Cette propriété est aussi vraie pour une nanostructure faite de métal « normal » (N, non supraconducteur) inséré entre deux contacts supraconducteurs (S), pourvu que le conducteur en question soit suffisamment court. Dans ce cas le courant critique, i.e. le courant électrique non-dissipatif maximal qui peut circuler à travers la structure SNS, est déterminé par la résistance électrique du matériau dans son état normal, en l’absence des contacts supraconducteurs ainsi que par sa longueur.

 

Au-delà du courant critique, le métal N redevient dissipatif, et il faut abaisser le courant en dessous d’une certaine valeur, appelée courant de retrapping (en général inférieur au courant critique), pour que la jonction SNS redevienne non-dissipative. L’origine de la différence entre courant critique et courant de retrapping est une question ouverte liée à la dynamique du transport quantique dans la jonction.

 

L’effet d’une excitation hyperfréquence dans la gamme 10 MHz - 40 GHz sur les courants critique et de retrapping a permis d’identifier deux échelles de temps bien distinctes. Il apparaît que le courant critique dépend des processus de collision élastiques dans le métal normal, alors que le courant de retrapping est sensible aux collisions inélastiques et tout particulièrement à l’interaction électron-phonon (dans la gamme de température étudiée) qui permet de relaxer l’énergie des porteurs.

 

Les jonctions SNS sont utilisées dans l’électronique supraconductrice ; la compréhension de la dynamique du transport quantique dans de telles jonctions peut ouvrir de nouvelles perspectives dans l’électronique rapide, en particulier comme détecteurs de faible impédance.

 

Reference : F. Chiodi, M. Aprili, B. Reulet, Phys. Rev. Lett. 103, 177002 (2009)

 

Contact : Bertrand Reulet (reulet@lps.u-psud.fr)