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Fiche concise Thèses
Réalisation et étude de circuits submicroniques supraconducteurs: disque supraconducteur et courants critiques
Buisson O.
Thèses. Université Joseph-Fourier - Grenoble I (06/02/1990), Bernard Pannetier (Dir.)
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Olivier Buisson ()1
1 :  CRTBT - Centre de Recherches sur les Très Basses Températures
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CNRS : UPR5001 – Université Joseph Fourier - Grenoble I – Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)
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France
CQ
Réalisation et étude de circuits submicroniques supraconducteurs: disque supraconducteur et courants critiques
Realization and study of superconducting sub-micronics circuits: superconducting disk and critical currents in superconducting networks
06/02/1990
Nous avons étudié des circuits supraconducteurs bi-dimensionnels en mesurant la température critique, le courant critique et l'aimantation en fonction du champ magnétique. Ces mesures peuvent être reliées aux propriétés du spectre d'énergie d'une particule quantique chargée confinée dans la structure bidimensionnelle considérée.
Les circuits submicroniques ont été réalisés par lithographie électronique utilisant un procédé bicouche PMMA/MAA. L'optimisation de ce procédé a permis d'obtenir des lignes de 100nm de large.
Nous avons étudié pour la première fois un disque supraconducteur en mesurant sa température critique, son aimantation ainsi que la dérivée de son aimantation avec la température. Ces résultats sont parfaitement expliqués par un modèle théorique considérant une particule quantique chargée confinée dans un disque et soumise à un champ magnétique.
Nous avons aussi mesuré le courant critique d'un réseau carré de fils supraconducteurs. Ce dernier a été interprété comme étant le courant de « dépairage ». Ces propriétés s'expliquent très précisément par un modèle théorique utilisant le spectre d'énergie d'une particule dans un réseau carré.
Deux régimes de dissipation apparaissent au delà du courant critique. A champ magnétique nul, des sauts de tensions comparables à des « phase slip centre » dans un fil unique sont observés. Sous champ magnétique, un régime comparable au « flux flow » apparaît dans le réseau dont la viscosité mesurée a pu être expliquée par un modèle théorique simple.
Two-dimensional superconducting arrays were studied. Their measured properties such as the critical temperature versus magnetic field Tc(H), the critical current, the magnetization inform on the energy spectrum of a quantum particle in the two-dimensional structure.
These circuits were realized by e-beam lithography using a two resist layer PMMA/MAA. By the optimisation of this process we succeed to obtain 100nm-width superconducting wire.
We have studied for the first time the properties of a superconducting disk. Critical temperature and magnetization were measured versus magnetic field. This experimental results were perfectly explained by a theoretical model based on a charge quantum particle confined in a disk in presence of a magnetic field.
We have also measured the critical current in square superconducting arrays. The agreement is good with the depairing current derived by a simple theoretical model using the energy spectrum of the network.
The dissipative regime inside these two dimensional arrays were studied and a regime equivalent to the flux flow regime was obersevd.
Physique

Université Joseph-Fourier - Grenoble I
Français

Bernard Pannetier
J. Lajzerowicz (Président)
J.P. Burger (Rapporteur)
P. Martinoli (Rapporteur)
R. Rammal
D. Henry (co-directeur)
B. Pannetier (directeur)

Superconducting arrays – superconducting disk – superconducting nano-circuits – critical temperature – critical current
Superconducting arrays – superconducting disk – superconducting nano-circuits – critical temperature – critical current