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Matériaux proximités: de la Spintronics aux Etats de Majorana

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Description

Cette séance de cours couvre la transition de l'état spintronics à l'état majorana dans les matériaux proximités, explorant les effets de la proximité magnétique, de la supraconductivité et du couplage spin-orbite fort. Il s'inscrit dans l'introduction des semi-conducteurs, des supraconducteurs et la détection de la supraconductivité topologique à travers les jonctions de Josephson.

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Concepts associés (32)

Graphène

Le graphène est un matériau bidimensionnel cristallin, forme allotropique du carbone dont l'empilement constitue le graphite. Cette définition théorique est donnée par le physicien en 1947. Par la suite, le travail de différents groupes de recherche permettra de se rendre compte que la structure du graphène tout comme ses propriétés ne sont pas uniques et dépendent de sa synthèse/extraction (détaillée dans la section Production).

Supraconductivité

La supraconductivité, ou supraconduction, est un phénomène physique caractérisé par l'absence de résistance électrique et l'expulsion du champ magnétique — l'effet Meissner — à l'intérieur de certains matériaux dits supraconducteurs. La supraconductivité découverte historiquement en premier, et que l'on nomme communément supraconductivité conventionnelle, se manifeste à des températures très basses, proches du zéro absolu (). La supraconductivité permet notamment de transporter de l'électricité sans perte d'énergie.

Fusée de proximité

thumb|Fusée de proximité Mark 53 telle qu'utilisée par l’United States Navy. Photo prise dans les années 1950. Une fusée de proximité, conçue à l'origine pour l'artillerie antiaérienne, sert à déclencher la détonation d'un explosif quand la distance entre la fusée et la cible est plus petite qu'une certaine valeur ou quand la fusée atteint une certaine altitude en tombant. Cette fusée d'artillerie serait l'une des plus importantes innovations techniques militaires apparues lors de la Seconde Guerre mondiale.

Unconventional superconductor

Unconventional superconductors are materials that display superconductivity which does not conform to conventional BCS theory or its extensions. The superconducting properties of CeCu2Si2, a type of heavy fermion material, were reported in 1979 by Frank Steglich. For a long time it was believed that CeCu2Si2 was a singlet d-wave superconductor, but since the mid 2010s, this notion has been strongly contested. In the early eighties, many more unconventional, heavy fermion superconductors were discovered, including UBe13, UPt3 and URu2Si2.

Effet Josephson

En physique, l’effet Josephson se manifeste par l'apparition d'un courant entre deux matériaux supraconducteurs séparés par une couche faite d'un matériau isolant ou métallique non supraconducteur. Dans le premier cas, on parle de « jonction Josephson S-I-S » (supraconducteur-isolant-supraconducteur) et dans le second de « jonction S-M-S ». On distingue deux types d'effets Josephson, l'effet Josephson « continu » (D.C. Josephson effect en anglais) et l'effet Josephson « alternatif » (A.C. Josephson effect).

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