Charge and spin dynamics in a hybrid circuit quantum electrodynamics architecture - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2014

Charge and spin dynamics in a hybrid circuit quantum electrodynamics architecture

Jeremie Viennot

Résumé

This thesis investigates experimentally the coupling mechanism of the charge and spin degrees of freedom in double quantum dots to high finesse superconducting microwave cavities. We use carbon nanotubes as a coherent conductor to host our quantum dots.We conceived an experimental setup and developed new fabrication methods in order to achieve control over these devices. With these methods, we scrutinize the resonant coupling of the dot's charge electronic transitions to a microwave cavity. We drive the system out of equilibrium to characterise its dynamics and extract its relevant intrinsic parameters. We examine a possible coupling of single photons to a single electron spin, using non-collinear exchange fields induced from ferromagnetic interfaces as a key ingredient to engineer this coupling. The preliminary results in this circuit architecture are promising for future spin-based QED experiments with single spins.
Cette thèse étudie expérimentalement le mécanisme de couplage entre les degrés de liberté de charge et de spin dans des doubles boîtes quantiques et des cavités supraconductrices de grande finesse. Nous utilisons des nanotubes de carbone comme conducteurs cohérents pour nos boîtes quantiques. Nous avons conçu une expérience et développé de nouvelles méthodes de fabrication afin de pouvoir contrôler ces dispositifs. Avec ces méthodes, nous examinons le couplage résonant entre les transitions électroniques de charge dans les boîtes quantiques et la cavité micro-onde. Nous poussons le système hors équilibre pour caractériser sa dynamique et extraire ses paramètres intrinsèques. Nous étudions la possibilité d'un couplage de photons uniques avec un spin électronique individuel, en utilisant des champs effectifs non colinéaires induits par des interfaces ferromagnétiques comme ingrédient clef pour construire ce couplage. Les résultats préliminaires dans cette architecture en circuit sont prometteurs pour de futures expériences d'électrodynamique quantique en cavité avec des spins uniques.
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Dates et versions

tel-01062841 , version 1 (10-09-2014)

Identifiants

  • HAL Id : tel-01062841 , version 1

Citer

Jeremie Viennot. Charge and spin dynamics in a hybrid circuit quantum electrodynamics architecture. Mesoscopic Systems and Quantum Hall Effect [cond-mat.mes-hall]. Ecole Normale Supérieure de Paris - ENS Paris, 2014. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-01062841⟩
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