Activités de Recherche/Research Interests

Confinement et fluctuations quantiques

Réseaux de nanocristaux

Les thématiques scientifiques traitant de phénomènes impliquant la cohérence quantique représentent parmi les sujets les plus passionnants de la physique des solides moderne. En particulier, en référence à des sujets tels que l'implémentation de bits quantiques, ou encore la description du diagramme de phase de matériaux complexes tels que les systèmes à Fermions lourds ou les cuprates, dont les propriétés électroniques pourraient être la conséquence d'un point quantique critique. Cf. Ordres et Désordre dans les supraconducteurs Pour la Science, 315, 82 (Jan. 2004).

Notre activité consiste en l' étude des effets du confinement quantique dans des nanocristaux métalliques/supraconducteurs ainsi que l'étude de réseaux de ces nanocristaux. Selon la nature des nanocristaux et du couplage électronique entre eux, ils pourront constituer soit un réseau de jonctions Josephson, présentant des fluctuations quantiques de la phase du paramètre d'ordre supraconducteur, soit un verre de Coulomb dans lesquels les électrons se propagent collectivement par co-tunneling macroscopique.

L'originalité du groupe consiste à étudier de tels phénomènes dans des réseaux auto-organisés de nanocristaux obtenus par voie chimique. En particulier, nous avons récemment développé une méthode pour synthétiser des nanocristaux supraconducteurs d'une qualité sans équivalent dans le monde.

La réalisation et l'étude de réseaux de nanocristaux est actuellement une activité en plein essor dans le monde. Au-dela des sujets de physique fondamentale, ces films de nanocristaux sont également considérés comme des candidats plausibles pour la réalisation de dispositifs électroniques, transistors à effet de champ, cellules solaires, capteurs chimiques, etc... Visitez les sujets explorés par d'autres groupes.

Nos projets actuels :

- L'étude des effets de confinement quantique sur la réponse superfluide de nanocristaux.

- La spectroscopie tunnel des états électroniques discrets de nanocristaux dans le régime de confinement quantique, distribution des niveaux et théorie des matrices aléatoires.

- La réalisation de réseaux de nanocristaux couplés par effet Josephson et transition quantique supraconducteur-isolant.

- L'étude de phénomènes types verres de Coulomb dans des réseaux de nanocristaux d'or.

Pour en savoir plus...

• H. Aubin et al. "Magnetic field-induced quantum superconductor-insulator transition in $Nb_{0.15}Si_{0.85}$";
• I. Beloborodov et al. "Granular electronic systems"; Rev. Mod. Phys. 79, 469 (2007)
• T.B. Tran et al. "Multiple Cotunneling in Large Quantum Dot Arrays"; Phys. Rev. Lett. 95, 076806 (2005)
• Z. Ovadyahu et al. "Relaxation dynamics in quantum electron-glasses "; Phys. Rev. Lett. 95, 076806 (2005)
• S. Sondhi et al. "Continuous Quantum Phase Transitions";
• J.V. Delft et al. "Spectroscopy of discrete energy levels in ultrasmall metallic grains";Physics Reports, 345, 61 (2001).;

Selected Publications :

• C. A. Marrache-Kikuchi, H. Aubin, A. Pourret, K. Behnia, J. Lesueur, L. Bergé and L. Dumoulin “Thickness-tuned superconductor-insulator transitions under magnetic field in a-NbSi”
  PRB 78, 144520 (2008)


• P. Spathis, H. Aubin, A. Pourret, K. Behnia
  “Nernst effect in the phase fluctuating superconductor InOx”
  EPL 83, 57005 (2008)


• A. Pourret, H. Aubin, J. Lesueur, C.A. Marrache-Kikuchi, L. Bergé, L. Dumoulin, K. Behnia
  “Length scale for the superconducting Nernst signal above Tc in Nb0.15Si0.85”
  Phys. Rev. B 76, 214504 (2007)


• A. Pourret, H. Aubin, J. Lesueur, C.A. Marrache-Kikuchi, L. Bergé, L. Dumoulin, K. Behnia “Observation of the Nernst signal generated by fluctuating Cooper pairs”
  Nature Physics 2 (10) 683-686 (2006)


• H. Aubin, C. Marrache-Kikuchi, A. Pourret, K. Behnia, L. Bergé, L. Dumoulin, and J. Lesueur “Magnetic feld-induced quantum superconductor-insulator transition in Nb0:15Si0:85”
  Phys. Rev. B 73, 094521 ( 2006)


• Gilles Horowitz, Philippe Lang, Mohamad Mottaghi and Hervé Aubin “Extracting parameters from the current-voltage characteristics of organic field-effect transistors”
  Advanced Functional Materials 14 (11) 1069-1074 (2004)


• P. J. Hentges, H. Aubin, L. H. Greene, W. G. Klemperer and G. Westwood "Solution-Growth of Ultra-Thin, Insulating Layers of Zirconia for Passivation and Tunnel Junction Fabrication on YBCO Thin Films"
  IEEE T APPL SUPERCON 13 (2): 801-804 Part 1 JUN 2003


• H. Aubin, L.H. Greene, Sha Jian and D.G. Hinks “Andreev Bound States at the onset of phase coherence in Bi2212”
  Phys. Rev. Lett. 89, 177001, (2002)


• H. Aubin, D.E. Pugel, E. Badica, L.H. Greene, Sha Jian and D.G. Hinks “Planar Quasiparticle Tunneling Spectroscopy of Bi2212 Single Crystals”
  Physica C, 341-348, (1-4) 1681, 2000


• Hervé Aubin, Kamran Behnia, Shuuichi Ooi and Tsuyoshi Tamegai, "Evidence for field-induced excitations in low-temperature thermal conductivity of Bi₂Sr₂CuCa₂O₈",
  Phys. Rev. Lett. 82, 624 (1999)


• H. Aubin, K. Behnia, S.Ooi and T. Tamegai “Quasiparticles and Thermal Conductivity”
  Comment in Science, 280, 9a, (1998)


• H. Aubin, K. Behnia, M. Ribault, R. Gagnon and L. Taillefer
  “Angular position of nodes in the superconducting gap of YBCO”
  Phys. Rev. Lett., 78, 2624, (1997)