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La présentation sera faite en anglais.
Résumé : Les dispositifs à ondes acoustiques sont largement utilisés dans l’électronique moderne et deviennent des composants importants des technologies quantiques grâce à leur compacité, leur faible couplages parasites et leur capacité à se coupler à de nombreux types de systèmes quantiques. Ce couplage est principalement réalisé par l’effet piézoélectrique, qui relie les signaux électriques au mouvement mécanique. Cependant, les transducteurs micro-ondes–acoustiques existants souffrent généralement soit d’une faible efficacité, soit d’une bande passante limitée. Cette thèse se concentre sur l’optimisation du couplage piézoélectrique entre des circuits micro-ondes supraconducteurs et des ondes acoustiques se propageant dans des films minces de niobate de lithium. Pour atteindre cet objectif, des techniques de nanofabrication ont été développées afin d’intégrer des circuits supraconducteurs à des structures acoustiques suspendues. Ce travail met en évidence des transducteurs piézoélectriques haute performance fonctionnant près des limites théoriques imposées par les propriétés des matériaux. En utilisant des réseaux de SQUID pour l’adaptation d’impédance, les dispositifs atteignent à la fois une large bande passante et une grande efficacité. À l’aide de transducteurs unidirectionnels, nous démontrons des produits efficacité–bande passante sans précédent de 440 MHz, avec une efficacité maximale de 62 % à 5,7 GHz. De plus, en exploitant la dépendance au flux des SQUID, nous réalisons des transducteurs accordables in situ sur près d’une octave autour de 5,5 GHz. Une analyse détaillée identifie les principaux mécanismes de pertes limitant les performances. Enfin, la thèse présente une conception pour l’acousto-dynamique quantique sur circuits, intégrant directement un circuit transmon dans un résonateur acoustique. Des simulations prédisent un couplage ultra-fort entre le transmon et les modes acoustiques. Des données expérimentales préliminaires sur de tels dispositifs seront présentées.
