Faits marquants 2008

Yury Bunkov, Prix London 2008

Yury Bunkov, chercheur CNRS de l’Institut Néel partage le prestigeux prix Fritz London, la plus haute distinction en physique des basses températures. Depuis le lancement du prix London en 1957, neuf de ses laureats ont obtenu le prix Nobel.

Graphène sur SiC

Le graphène, un plan d’atomes de carbone arrangés selon une structure en nid d’abeille, est un système bidimensionnel non conventionnel, dont les propriétés électroniques fascinent chaque jour un peu plus la communauté scientifique. Sa croissance sur un substrat de carbure de silicium, SiC, soulève de grands espoirs quant-à son utilisation future en nano-électronique. Cependant, la question de la préservation des propriétés exceptionnelles du graphène se pose dans un système où sont présents à la fois plusieurs plans de carbone et un substrat. Le couplage de mesures par microscopie à effet tunnel (STM) et de calculs ab initio de structure électronique permet de répondre à cette problématique.

Une nouvelle voie pour réaliser des boîtes quantiques : une tranche de fil

La croissance des nanofils de semiconducteurs est un domaine en plein développement en raison de leurs potentialités pour la réalisation de dispositifs optoélectronique innovants. Nous sommes plus particulièrement intéressés par cette géométrie prometteuse pour deux raisons : (i) elle correspond à une nouvelle approche pour réaliser des boîtes quantiques parfaitement positionnées (une tranche du fil), dont la forme et la densité peuvent être mieux contrôlées que lors de leur fabrication par une transition 2D-3D auto-organisée. (ii) elle permet une extraction optimale de la lumière, le fil pouvant jouer le rôle de guide d’onde pour les photons émis par la boîte. L’efficacité de l’émission d’un tel nano-émetteur permet alors la génération de photons uniques, élément essentiel pour les communications quantiquement sécurisées et le traitement de l’information.

Préamplificateur différentiel à très faible énergie de bruit : EPC-1B

Le pôle électronique du département n’en est pas à sa première valorisation d’équipement vers le monde industriel. Il renouvelle cette expérience avec ce préamplificateur hors du commun permettant des mesures aux très basses températures, sous forte impédance et très faible niveau de tension. Cet équipement est fabriqué et distribué par la société Celians-C3EM sous licence CNRS.

Viscosité des nanofluides

Les propriétés rhéologiques de nanofluides sont déterminées de façon unique à l’aide de microsystèmes fluidiques.

NaI3O8, un matériau prometteur pour l’optique non linéaire dans le domaine infrarouge

L’ingénierie cristalline de matériaux efficaces pour l’optique non linéaire quadratique permettant de développer des dispositifs optiques, convertisseurs de fréquences, nous a conduit à s’intéresser aux iodates métalliques. Nous avons ainsi découvert une nouvelle phase NaI3O8. Ce composé fait partie des très rares matériaux présentant une très large fenêtre de transparence qui s’étend du proche UV au début de l’IR lointain (12,5mm) permettant des applications dans les fenêtres de transparence II et III de l’atmosphère (3-5 mm et 8-12 mm). Les applications dans l’infra-rouge sont potentiellement nombreuses dans le domaine militaire, en astronomie ou encore dans l’analyse des polluants atmosphériques…

Observation d’une transition de phase quantique dans un transistor à l’échelle moléculaire

Généralement, plus les dimensions d’un objet sont petites, plus les effets quantiques deviennent dominants et aisément mesurables. Les boîtes quantiques de dimensions nanométriques sont ainsi des dispositifs propices à l’observation de nouveaux phénomènes quantiques associés à l’électronique de spin. Ces boîtes, se comportent comme des atomes artificiels et sont contrôlables par des paramètres extérieurs, tels que le champ magnétique, le potentiel électrostatique ou la lumière par exemple. En raison du confinement nanométrique des électrons, elles montrent des énergies de charge pouvant dépasser le Kelvin, permettant l’étude des phénomènes quantiques, comme le blocage de Coulomb et l’effet Kondo, sur un grand plage de paramètres accessibles aux températures cryogéniques.

Xavier Blase, médaille d’argent du CNRS

Xavier Blase, Directeur de recherches au CNRS, arrivé en mars 2008 à l’Institut Néel (CNRS-UJF), vient de recevoir la médaille d’argent 2008 du CNRS pour sa « contribution majeure au développement des simulations quantiques ab initio en France ».

Couplage entre deux qubits supraconducteurs

Les circuits de la microélectronique sont décrits pas des lois « classiques » qui régissent le monde macroscopique. Mais pour les phénomènes à l’échelle atomique ou sub-atomique, ces lois sont profondément bouleversées. La mécanique quantique gouverne alors le monde infiniment petit des atomes ou des molécules. Les circuits supraconducteurs permettent de faire le lien entre ces deux mondes. Ces circuits électroniques sont macroscopiques mais obéissent aux lois du monde quantique. Ils constituent des systèmes modèles pour créer, analyser, tester des nouvelles propriétés dans le domaine de la nanoélectronique quantique.

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