Description du projet DEENESFRITPL Un spectromètre à jonction Josephson adapté aux systèmes mésoscopiques Les systèmes mésoscopiques sont plus grands que quelques atomes ou molécules, mais plus petits que les objets du quotidien que nous pouvons voir et toucher. Ils constituent un banc d’essai intéressant pour étudier l’interface entre la mécanique quantique et les systèmes macroscopiques. Les dispositifs mésoscopiques, qui préservent la cohérence quantique sur des tronçons supérieurs à l’échelle atomique, offrent une occasion unique de concevoir et d’étudier les excitations au niveau des quanta uniques. Toutefois, les méthodes spectroscopiques actuelles ne permettent pas d’explorer les systèmes mésoscopiques à l’aide de radiations et de détecter leurs faibles signaux d’absorption. Le projet JSPEC, financé par le Conseil européen de la recherche, prévoit de mettre au point un spectromètre sur puce à jonction Josephson, qui sera parfaitement adapté pour explorer les excitations élémentaires dans les systèmes mésoscopiques. Afficher les objectifs du projet Masquer les objectifs du projet Objectif Spectroscopy is a powerful tool to probe matter. By measuring the spectrum of elementary excitations, one reveals the symmetries and interactions inherent in a physical system. Mesoscopic devices, which preserve quantum coherence over lengths larger than the atomic scale, offer a unique possibility to both engineer and investigate excitations at the single quanta level. Unfortunately, conventional spectroscopy techniques are inadequate for coupling radiation to mesoscopic systems and detecting their small absorption signals. I propose an on-chip, Josephson-junction based spectrometer which surpasses state-of-the-art instruments and is ideally suited for probing elementary excitations in mesoscopic systems. It has an original design providing uniform wideband coupling from 2-2000 GHz, low background noise, high sensitivity, and narrow linewidth.I describe the operating principle and design of the spectrometer, show preliminary results demonstrating proof-of-concept, and outline three experiments which exploit the spectrometer to address important issues in condensed matter physics. The experiments are: measuring the lifetime of single quasiparticle and excited Cooper pair states in superconductors, a topic relevant for quantum information processing; determining whether graphene has a bandgap, a fundamental yet unresolved question; and recording a clear spectroscopic signature of Majorana bound states in topological superconductor weak links.Various applications of the superconducting circuits developed for the spectrometer include a Josephson vector network analyzer, a cryogenic mixer, a THz camera, a detector for radioastronomy, and a scanning microwave impedance microscope. In itself the proposed JJ spectrometer is a general purpose tool that will benefit researchers studying mesoscopic systems. Ultimately, Josephson junction spectroscopy should not only be useful to detect existing elementary excitations but also to discover new ones. Champ scientifique natural sciencesphysical sciencesopticsmicroscopynatural sciencesphysical sciencescondensed matter physicsmesoscopic physicsnatural sciencesphysical sciencesastronomyphysical cosmologynatural sciencesphysical scienceselectromagnetism and electronicssuperconductivitynatural sciencesphysical sciencesopticsspectroscopy Programme(s) H2020-EU.1.1. - EXCELLENT SCIENCE - European Research Council (ERC) Main Programme Thème(s) ERC-StG-2014 - ERC Starting Grant Appel à propositions ERC-2014-STG Voir d’autres projets de cet appel Régime de financement ERC-STG - Starting Grant Institution d’accueil COLLEGE DE FRANCE Contribution nette de l'UE € 1 651 232,50 Adresse PLACE MARCELIN BERTHELOT 11 75005 Paris France Voir sur la carte Région Ile-de-France Ile-de-France Paris Type d’activité Higher or Secondary Education Establishments Liens Contacter l’organisation Opens in new window Site web Opens in new window Participation aux programmes de R&I de l'UE Opens in new window Réseau de collaboration HORIZON Opens in new window Coût total € 1 997 497,50 Bénéficiaires (2) Trier par ordre alphabétique Trier par contribution nette de l'UE Tout développer Tout réduire COLLEGE DE FRANCE France Contribution nette de l'UE € 1 651 232,50 Adresse PLACE MARCELIN BERTHELOT 11 75005 Paris Voir sur la carte Région Ile-de-France Ile-de-France Paris Type d’activité Higher or Secondary Education Establishments Liens Contacter l’organisation Opens in new window Site web Opens in new window Participation aux programmes de R&I de l'UE Opens in new window Réseau de collaboration HORIZON Opens in new window Coût total € 1 997 497,50 Tiers Entité juridique autre qu’un sous-traitant qui est affiliée ou juridiquement liée à un participant. L’entité réalise des travaux dans les conditions prévues par la convention de subvention, fournit des biens ou des services pour l’action, mais n’a pas signé la convention de subvention. Le tiers respecte les règles applicables au participant qui lui est lié dans le cadre de la convention de subvention en ce qui concerne l’éligibilité des coûts et le contrôle des dépenses. CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE CNRS France Contribution nette de l'UE € 346 265,00 Adresse RUE MICHEL ANGE 3 75794 Paris Voir sur la carte Région Ile-de-France Ile-de-France Paris Type d’activité Research Organisations Liens Contacter l’organisation Opens in new window Site web Opens in new window Participation aux programmes de R&I de l'UE Opens in new window Réseau de collaboration HORIZON Opens in new window Coût total € 346 265,00
