Un interféromètre à nanotube de carbone Vincent Bouchiat & Wolfgang Wernsdorfer – Institut Néel (Grenoble), CNRS

Un interféromètre à nanotube de carbone Le nanotube de carbone L’interférométrie supraconductrice Le SQUID à nanotube de carbone

Guide d’onde électronique quasi parfait Analogue de la fibre optique Le nanotube de carbone L’interférométrie supraconductrice Le SQUID à nanotube de carbone Guide d’onde électronique quasi parfait Analogue de la fibre optique Jonctions électrodes / nanotube imparfaite Analogue de la cavité optique à miroirs semi réfléchissants Transmission maximale → Transistor moléculaire

Couplage avec des électrodes supraconductrices Le nanotube de carbone L’interférométrie supraconductrice Le SQUID à nanotube de carbone Couplage avec des électrodes supraconductrices → Courant supraconducteur maximal contrôlé par la grille → Annulation des résistances de contacts → Cohérence des phases des électrons (analogue du laser en optique) Configurations expérimentales d’optique transposées à l’état solide

- Analogue des « fentes d’Young » en optique Le nanotube de carbone L’interférométrie supraconductrice Le SQUID à nanotube de carbone - Analogue des « fentes d’Young » en optique - Recombinaison des courants → Interférences - Oscillations périodiques dépendants du flux magnétique → Magnétométrie de très haute précision : médecine, géologie, métrologie, science des matériaux, implémentation de bits quantiques → Etude du magnétisme moléculaire

- étude détaillée d’une jonction Josephson moléculaire Le nanotube de carbone L’interférométrie supraconductrice Le SQUID à nanotube de carbone - Contrôle du couplage dans chaque nanotube → modulation de l’interférence Intérêts : - optimisation du fonctionnement et du couplage aux champs locaux - étude détaillée d’une jonction Josephson moléculaire - étude des variations de phases aux bornes de boîtes quantiques Autres applications à l’échelle d’une molécule : - étude spintronique - retournement d’aimantation de molécule aimant

Conclusions et Perspectives Sensibilité comparable aux SQUID de grande taille Améliorations à apporter : - Maîtrise / optimisation de l’environnement électromagnétique - Greffage physico chimique contrôlé de la molécule sur le nanotube Perspectives : - Circuits supraconducteurs fonctionnant aux radiofréquences → dynamique de l’aimantation en temps réel - Couplage des états d’une molécule aimant à ceux d’un circuit supraconducteur (base des bits quantiques supraconducteurs)