Mécanismes de decohérence dans les conducteurs mésoscopiques / Decoherence mechanisms in mesocopic conductors
Résumé
Electronic quantum phase coherence results in interferences in mesoscopic metal circuits. The first experiments realized during this thesis explore the interaction mechanisms that limit the electronic phase coherence in non-superconducting (normal) metals: measurements of phase coherence time and energy exchange reveal the major role played by magnetic impurities in the Kondo regime. In superconducting metals, due to the pairing order, electrons adopt a macroscopic quantum state: "coherence" is then obtained for this state involving a large number of electrons. We have, in this case, probed the predicted equivalence of the decoherence induced by a magnetic field and a supercurrent using density of states measurements. In a system made of a normal metal in contact with superconductors, the propagation of the superconducting order in the normal part is limited by the decoherence of single electrons, as revealed in a last experiment.
La cohérence de phase quantique des électrons se manifeste par des interférences dans les circuits mésoscopiques métalliques. Les premières expériences de cette thèse explorent les mécanismes d'interaction limitant la cohérence dans des métaux non supraconducteurs (normaux) : des mesures de temps de cohérence de phase et d'échanges d'énergie révèlent le rôle joué par des impuretés magnétiques dans le régime Kondo. Dans les métaux supraconducteurs, les électrons adoptent un état quantique macroscopique grâce au potentiel d'appariement : la cohérence est obtenue pour cet état impliquant de nombreux électrons. Dans ce cas, nous avons testé l'équivalence entre la décohérence induite par un supercourant et par un champ magnétique à l'aide de mesures de densités d'états. Lorsqu'un métal normal est en contact avec un supraconducteur, la propagation de l'ordre supraconducteur dans le métal normal est limitée par la décohérence des électrons indépendants comme prouvé par une dernière expérience.
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