tel-00009943 - TEL (thèses-en

Développement de Jonctions Supraconductrices
à Effet Tunnel (JSET) pour le comptage de
photons en astronomie
Thèse de l’Institut National Polytechnique de Grenoble
présentée le 20 décembre 2000 à Grenoble par
Corentin Jorel
Thèse préparée au Laboratoire d’AstrOphysique de Grenoble
Sous la direction de Philippe Feautrier
et au
Laboratoire de CryoPhysique du DRFMC/SPSMS/CEA-Grenoble
Sous l’encadrement de Jean-Claude Villégier

2
Contexte scientifique
•Collaboration : UJF LAOG
CEA-G DRFMC
CNRS CRTBT
•Objectif : obtenir des détecteurs à comptage de
photons pour le visible et l’infrarouge proche.
•Applications :
•Astronomie
•Télécommunications
•Instrumentation

3
Introduction
•Intérêt des JSET :
•Détection tridimensionnelle ((x,y), t, l) des X à l’IR
•Sensibilité optimale et bonne dynamique
•Efficacité quantique (~ 70 %)
•Taux de comptage (~ 10 kHz)
•Inconvénients:
•Fonctionnement à très basse température (~0,1 K)
•Difficultés des grands formats

4
Contexte de la photodétection
T (°K) Efficacité
quantique Faux événements Taux de comptage (E/DE)
Diode à aval.
(Takeuchi 1999) 7 K 0.9 @ 700nm
0,4 @ 700nm 20000s-1 300 s-1 ? sans
CCD
0,5 MPixels -40 °C 50% @ 700nm 1/pixel/s 14 Hz/image
5 MHz /pixel sans
HEB
(Korneev 2004) 4 K 0.2 @ 800 nm 0.1 @ 1.55mm10-3 s-1
3000 s-1 2 GHz sans
12*10 JSET
(Martin 2004) 0,2 K 0.3 @ 200-500 nm ~ 0 10 kHz 10
TES
(Miller 2003) 0,1 K 0.4 @ 200- 1000 nm 10-3 s-1 10 kHz 10

5
Etat des lieux
•Thèse de B. Delaët :
•Procédé de fabrication jonctions Nb de qualité
comptage de photons à
0,78 mm
•Objectif double :
•Nouveau matériau : Ta
•Avec un nouveau procédé plus performant