voir résumà - Université Lille 1

Points quantiques et ferromagnétisme
Takis Kontos
Laboratoire Pierre Aigrain
Ecole Normale Supérieure
France
L’asymétrie de diffusion entre les spins + et les spins – à l’interface entre un
métal ferromagnétique et un métal non-magnétique est au coeur du principe de
fonctionnement des jonctions tunnel ou des multicouches magnétiques qui ont valu le
prix Nobel à A. Fert et P. Grünberg en 2007. Bien que ces dispositifs utilisent l’effet
tunnel et le spin de l’électron, ils n’exploitent pas un degré de liberté crucial autorisé par
la mécanique quantique : la phase de la fonction d’onde. En effet, le plus souvent, cet
aspect reste confidentiel et le transport électronique à travers de tels objets est très bien
décrit par des lois essentiellement classiques.
Dans la première partie de l’exposé, je présenterai nos observations récentes de
transport polarisé en spin dans des dispositifs à base de nanotubes de carbone à plusieurs
contacts ferromagnétiques. Je montrerai qu’elles réalisent un pont entre la physique
mésoscopique et l’électronique de spin et ouvrent la voie vers la réalisation de
composants de la nano-électronique utilisant le degré de liberté quantiques de spin et de
phase de la fonction d’onde électronique sur un pied d’égalité.
Dans la deuxième partie de l’exposé, je montrerai comment on peut envisager
d’utiliser ce « couplage spin-orbite artificiel » dans des systèmes multi-boîte pour
contrôler électriquement l’état de spin d’un seul électron. La possibilité d’utiliser de tels
systèmes dans le cadre de l’électrodynamique quantique en cavité sur circuit et,
notamment, d’obtenir le régime de couplage fort entre un spin électronique unique et des
photons d’une cavité supraconductrice sera discutée.