Projet ANR-07-BLAN-0242 – SURF : Superconductors at Radio Frequencies
Programme : Blanc (BLANC) 2007
Année de financement : 2007
Coordinateur du projet : CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - DELEGATION REGIONALE ILE-DE-FRANCE SECTEUR OUEST ET NORD (CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - DELEGATION REGIONALE ILE-DE-FRANCE SECTEUR OUEST ET NORD)
Partenaires : Centre national de la recherche scientifique; Centre national de la recherche scientifique; Centre national de la recherche scientifique; Centre national de la recherche scientifique
Montant : 380000.0 euros
Date de début : 2007
Durée : 36 mois
Résumé : Le but de ce projet est de résoudre un certain nombre de problèmes ouverts en physique fondamentale concernant l'impact de la dynamique de vortex sur l'application de technologies hyperfréquences, employant les superconducteurs à haute température critique (SHTC). Parmi ces problèmes, il y a: l'origine de pertes et de non-linéarités dans des dispositifs hyperfréquence (comme des filtres, des résonateurs, et des lignes de retard); la localisation physique de régions à fortes pertes dans les dispositifs hyperfréquence; et la génération et la détection d'oscillations plasma et l'émission d'ondes sub THz dans les supraconducteurs lamellaires. Ainsi, nous voulons établir un lien nouveau entre des acteurs qui, à ce jour, travaillent sur la supraconductivité dans des perspectives différentes. -  -  Notre stratégie est d'appliquer des techniques expérimentales haute fréquence et large bande utilisées dans la supraconductivité appliquée, pour la recherche fondamentale. Inversement, on nos études viseront à donner des informations nouvelles pour l'amélioration de dispositifs hyperfréquence. -  -  Ainsi, les trois parties de notre projet seront abordées de la manière suivante. Le lien entre pertes et nonlinéarités dans les dispositifs hyperfréquence d'une part et la dépendance en fréquence et puissance de la dynamique des lignes de flux quantifiés de l'autre sera étudié en fabriquant, à partir de couches minces SHTC, des dispositifs opérant sur une fréquence précise, ou sur une plage de fréquences connue. Des différentes méthodes d'élaboration permettront d'étudier l'effet de différents types de défauts et de microstructures. Les dispositifs seront étudiés pour leur courant critique et leur résistance de surface, d'où l'on établira le comportement du réseau de vortex (en présence d'un certain type dominant de défaut) sur une large gamme de fréquence. De cette manière, on obtiendra, en même temps, des informations sur l'optimisation des dispositifs, et une base de données importante pour la vérification, sinon l'établissement, d'un paradigme sur sur la dynamique de vortex à haute fréquence. Cette étude sera menée sur des composés des familles YBCO et BSCCO. -  -  La deuxième partie du projet concerne la visualisation de la pénétration des micro-ondes dans des structures supraconductrices réelles, en employant la technique magnéto-optique pour la cartographie du flux. Dans la première étape, l'imagerie magnéto-optique directe et différentielle sera utilisée pour établir quels changements sont induits, dans des répartitions statiques de flux préalablement introduites, par l'application de champs hyperfréquence. Nous pourrons ainsi déduire si la pénétration du champ rf est, dans certains endroits, de type Bean (avec pertes) ou plutôt de type Meissner. Dans un deuxième volet, nous souhaitons imager directement la pénétration de champs hyperfréquence dans des couches SHTC. -  -  La troisième partie du projet veut appliquer des techniques hétérodyne de détection, amplement utilisées en astrophysique, pour la caractérisation de SHTC lamellaires (de la famille du composé BSCCO). L'échantillon, placé dans un bloc échantillon à température variable, sera illuminé par un rayonnement corps noir. Le spectre transmis (moins la radiation absorbée par l'échantillon) sera détecté soit directement, soit par méthode hétérodyne, en utilisant des jonctions SIS (Nb-AlO3-Nb). Des générateurs Gunn accordables et montés en boucle de phase seront utilisés comme oscillateurs locaux. La méthode sera caracterisée par la séparation physique et thermique du bloc échantillon et le bloc détecteur. Cela nous permettra d'appliquer des champs magnétiques d'ampleur et de direction différentes à l'échantillon, sans pour autant y exposer le chip détecteur. De cette façon, des phénomènes tels que la Résonance du Plasmon Josephson, le verouillage cohérent entre fluage de fluxons et des oscillations plasma, et l'émission de rayonnement cohérent sub-THz pourront être étudiés avec