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Fiche concise Thèses
Etude de nanojonctions Josephson à haute température critique en vue d'applications térahertz
Wolf T.
Thèses. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI (10/12/2010), Jérôme Lesueur (Dir.)
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Thomas Wolf ()1
1 :  LPEM - Laboratoire de Physique et d'Etude des Matériaux
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ESPCI ParisTech – CNRS : UMR8213 – Université Pierre et Marie Curie (UPMC) - Paris VI
10 rue Vauquelin, 75231 Paris cedex 05
France
Etude de nanojonctions Josephson à haute température critique en vue d'applications térahertz
High temperature superconductor Josephson nano-junctions as terahertz detection devices
Nous avons développé une nouvelle technique de fabrication de jonctions Josephson à haute température critique réalisées par implantation ionique. Ces jonctions ont été caractérisées électriquement et modélisées par une simulation des équations quasi-classiques d'Usadel. Après développement d'un circuit de couplage dans les gammes 4-8 GHz et dans la gamme des quelques centaines de GHz, des mesures de mélange micro-onde ont été réalisées. Les résultats ont fait apparaître un terme non-linéaire d'amplitude importante absent des équations du modèle RSJ (« resistively-shunted junctions »). Une théorique basée sur la non-linéarité de la résistance normale des jonctions fabriquées par irradiation a été formulée et comparée avec les expériences. Elle permet d'ouvrir des perspectives intéressantes concernant les applications de détection micro-onde de ce type de jonctions Josephson.
We developed a novel way to design high temperature Josephson junctions using oxygen ion implantation of a high temperature superconductor. These junctions were electrically characterized and theoretically studied using a quasi classical model based on the Usadel equation. Following the development of a measurement set-up in the 4 to 8 GHz frequency range, the microwave mixing properties of these junctions were studied. Results showed a high amplitude non linear term not explained by the common RSJ model (resistively shunted junction). A phenomenological model was developed, based on a non linearity arising from a varying normal resistance, and was successfully compared to experiments. The previous model paves the way for future improvements in the design of these junctions as microwave mixers and detectors.
Physique/Matière Condensée/Science des matériaux
Science des matériaux, mécanique, génie mécanique
10/12/2010

ESPCI ParisTech
Université Pierre et Marie Curie - Paris VI
Français

Jérôme Lesueur
Georges Alquié (Président)
Jean-Claude Villégier (Rapporteur)
Laurence Méchin (Rapporteur)
Jérôme Lesueur (Directeur)
Pascal Febvre (Directeur)
Javier Briatico (non précisé)
Sophie Guéron (non précisé)
Xavier Grison (non précisé)

Jonctions Josephson – supraconductivité – détecteurs de térahertz – micro-ondes – modèle quasi-classique – implantation ionique
Josephson junctions – superconductivity – terahertz detector – microwave – quasi classical model – ion implantation