Microwaves as a probe of quantum dot circuits: from Kondo dynamics to mesoscopic quantum electrodynamics - TEL - Thèses en ligne Access content directly
Theses Year : 2016

Microwaves as a probe of quantum dot circuits: from Kondo dynamics to mesoscopic quantum electrodynamics

Les micro-ondes comme sonde des circuits de boîtes quantiques : de la dynamique Kondo à l'électrodynamique quantique mésoscopique

Laure Bruhat
  • Function : Author
  • PersonId : 986478

Abstract

This thesis uses microwaves as probe of carbon nanotube quantum dot circuits. In a first experiment, a microwave excitation is directly applied to a circuit electrode for a quantum dot in the Kondo regime. We provide the first frequency-amplitude characterisation of the Kondo zero-bias conductance. Preliminary data are consistent with predicted universal behaviour. We present two other experiments, where quantum dot circuits are embedded in microwave resonators. Cavity photons probe charge relaxation resistance and photon emission in a quantum dot coupled to normal and superconducting reservoirs in presence of Coulomb repulsion. Our observations validate a modelling in terms of the circuit linear response. We also present the first implementation of a Cooper pair splitter in cavity. The strong coupling regime is achieved, a premiere with quantum dot circuits. Our findings support the idea, that mesoscopic quantum electrodynamics is a fruitful toolbox in the context of both fields of quantum transport and quantum information science.
Cette thèse utilise les micro-ondes pour étudier des circuits de boîtes quantiques à base de nanotubes de carbone. Dans une première expérience, l'excitation micro-onde est appliquée directement sur une électrode du circuit pour une boîte quantique dans le régime Kondo. Nous réalisons la première caractérisation fréquence-amplitude de la conductance Kondo à biais nul. Des données préliminaires sont en accord avec la prédiction de réponse universelle. Nous présentons deux autres expériences, où les boîtes quantiques sont insérées dans des résonateurs micro-ondes. Les photons de la cavité sondent la résistance de relaxation de charge et l'émission de photon dans une boîte quantique couplée à des réservoirs normaux et supraconducteurs, en présence de répulsion coulombienne. Nos observations valident une modélisation en terme de réponse linéaire du circuit. Nous présentons aussi la première implémentation d'une lame séparatrice à paires de Cooper en cavité. Le régime de couplage fort est atteint, une première avec des circuits de boîtes quantiques. Nos résultats renforcent l'idée que l'électrodynamique quantique mésoscopique est une boîte à outils fructueuse, aussi bien dans le contexte du domaine du transport quantique que dans celui de l'information quantique.
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Dates and versions

tel-01348047 , version 1 (22-07-2016)

Identifiers

  • HAL Id : tel-01348047 , version 1

Cite

Laure Bruhat. Microwaves as a probe of quantum dot circuits: from Kondo dynamics to mesoscopic quantum electrodynamics. Condensed Matter [cond-mat]. Université de recherche Paris Sciences Lettres, 2016. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-01348047⟩
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