Optofluxonics — Manipulation optique de quanta de flux individuels dans les supraconducteurs et applications

La miniaturisation des composants électroniques à base de semiconducteur pourrait atteindre ses limites ses limites physiques fondamentales au cours de la prochaine décennie. Dans ce contexte, l’électronique supraconductrice est l’une des alternatives les plus prometteuses, offrant à la fois des cadences d’opération élevées et de faibles énergies de commutation. Les défis à relever incluent le développement de mémoires supraconductrices de hautes capacité, l’extensibilité et l’interfaçage avec les systèmes électroniques à température ambiante. La détection optique et la manipulation des nano-objets individuels ont révolutionné de nombreux champs de recherche, permettant des découvertes fondamentales et des percées technologiques. Cependant, en dépit d'un grand potentiel, la combinaison de ces concepts photoniques de pointe avec la supraconductivité n'a jamais été explorée. Le but de ce projet est d’explorer et d’exploiter l’entrejeu entre la nano-optique, le magnétisme et la supraconductivité à l’échelle submicrométrique pour extraire les propriétés fondamentales d’états supraconducteurs spécifiques et d'établir les bases du contrôle optique du transport Josephson. Plus précisément, nous développerons la manipulation optique de vortex d'Abrikosov individuels pour le contrôle rapide de dispositifs supraconducteurs; combinerons l'optomagnétisme avec la supraconductivité pour la génération optique de quanta de flux par effet Faraday inverse; et démontrerons la réalisation de dispositifs de jonctions de Josephson dans de simples films supraconducteurs éclairée par une lumière structurée. Ce projet ouvrira des perspectives fascinantes pour la conception d'une nouvelle génération de dispositifs supraconducteurs ultra-rapides, à faible dissipation et optiques. Ses concepts fondamentaux et ses méthodes expérimentales auront un impact significatif sur l'électronique supraconductrice et s'étendront au-delà, comme par exemple au contrôle des textures de spin dans les systèmes hybrides, ou au piégeage et la manipulation d’atomes ultra-froids dans les puces supraconductrices