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Sujets de thèse
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DRF : Sujet de thèse SL-DRF-17-0036

DOMAINE DE RECHERCHE
Physique mésoscopique / Physique de l'état condensé, chimie et nanosciences
INTITULÉ DU SUJET Français English

Mach Zehnder électronique dans le graphene

RÉSUMÉ DU SUJET

Sujet détaillé :

L'information quantique repose sur la manipulation de qubits afin d'augmenter la rapidité du traitement de l'information. Dans la matière condensée, deux approches ont été explorées :

• les qubits statiques, couplés à des bus quantiques pour la manipulation et la transmission d’information

• les qubits "volants" qui sont des qubits se propageant dans des circuits quantiques tout en étant manipulés

La recherche dans le domaine des qubits "volants" a conduit à l’émergence récente de l’optique quantique électronique, où les électrons jouent le rôle de photons dans des expériences analogues aux expériences d’optique quantique. Cette nouvelle approche a permis le développement de l’interférométrie quantique électronique ainsi que des sources à électron unique. Pourtant, ces expériences n’ont été menées avec succès que dans les hétéro-structures semi-conductrices refroidies à très basse température. La réalisation d’expériences d’optique quantique dans le graphène serait la démonstration que l’information quantique dans le graphène est désormais envisageable.

L’un des briques élémentaires nécessaire à la réalisation d’expériences d’optique quantique électronique est la lame séparatrice électronique, qui est l’analogue électronique de la lame séparatrice pour les photons. Cependant, la lame séparatrice électronique habituellement utilisée dans les hétéro-structures semi-conductrices n’existe pas dans le graphène à cause de sa structure de bande sans gap. Nous proposons une percée dans cette direction, en utilisant une jonction pn comme lame séparatrice [1]. Cette jonction pn sera l’élément fondamental d’un nouveau type d’interféromètre de Mach Zehnder. Une étude des propriétés de cohérence quantique du graphène en découlera. Ce sujet de thèse s’inscrit dans le cadre d’un projet financé par l’ERC starting grant COHEGRPAH (2016).

[1] Shot noise generated by graphene p-n junctions in the quantum Hall effect regime N. Kumada, F. D. Parmentier, H. Hibino, D. C. Glattli, and P. Roulleau , Nature Communications, 8, 8068 (2015)

FORMATION NIVEAU MASTER RECOMMANDÉ

master physique fondamentale

INFORMATIONS PRATIQUES
Institut rayonnement et matière de Saclay
Service de Physique de l'Etat Condensé
Groupe Nano-Electronique
Centre : Saclay
Date souhaitée pour le début de la thèse : 01/10/2017
PERSONNE À CONTACTER PAR LE CANDIDAT

Preden Roulleau  

CEA
DRF/IRAMIS/SPEC/GNE
SPEC/IRAMIS/DSM
CEA/Saclay
91191 Gif sur Yvette Cédex

Téléphone : +33 1 69 08 73 11

DIRECTEUR DE THÈSE

Christian Glattli

CEA
DRF/IRAMIS/SPEC/GNE
SPEC/IRAMIS/DSM
CEA/Saclay
91191 Gif sur Yvette Cédex