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Sujet de stage / Master 2 Internship

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Expérience Hong Ou Mandel dans le graphène

Spécialité : PHYSIQUE / Physique de la matière condensée

Contact : ROULLEAU Preden,
e-Mail : preden.roulleau@cea.fr,   Tel : +33 1 69 08 73 11
Laboratoire : /

Stage pouvant se poursuivre en thèse : Oui
Durée du stage : 0-5 mois
Date limite de constitution de dossier : 10/04/2021

Résumé :
Dans ce stage, nous proposons de réaliser la première expérience d'interférométrie à deux électrons dans le graphène: l'expérience d'Hong Ou Mandel.

Sujet détaillé :
Ce stage aborde un sujet central à la croisée de l'information quantique, du transport quantique et des matériaux 2D : la physique de l'électronique de vallée. En plus de la charge électronique fondamentale, l'électron porte un spin. Le contrôle de ce spin a ouvert un nouveau domaine, la spintronique, qui exploite le spin afin de coder l'information pour certaines applications comme le transfert et le stockage des données.
Dans le graphène, en raison des deux sous-réseaux, un nouveau degré de liberté interne apparaît : l'isospin de vallée. La robustesse de l'isospin de vallée contre le bruit électrostatique suggère que l'électronique de vallée, qui code les informations dans l'isospin de vallée, a un grand potentiel pour des applications en physique fondamentale mais aussi dans l'industrie de haute technologie. La feuille de route pour la technologie et l'innovation du graphène (Graphene Flaqship) décrit le graphène comme une plateforme potentielle pour l'électronique de vallée.
Récemment, nous avons réussi à contrôler l'état de vallée électrostatiquement sur un bord de graphène. En utilisant deux grilles latérales comme une paire de lames séparatrices de faisceaux de vallée, nous avons réalisé un interféromètre de Mach Zehnder et démontré des opérations quantiques de base d'un qubit de vallée. Nous avons montré en outre que la cohérence du qubit de vallée dépasse largement les valeurs rapportées pour le qubit de charge dans les semi-conducteurs 2D à haute mobilité.
Dans ce stage, nous proposons d'aller plus loin et de réaliser la première expérience d'interférométrie à deux électrons dans le graphène: l'expérience d'Hong Ou Mandel.
Techniques utilisées au cours du stage :
L'expérience est en cours. L'étudiant analysera et traitera les données sous python. Discussions sur le traitement des données avec l'équipe

Mots clés : Hong Ou Mandel, graphène, interféromètre

Lien vers le laboratoire
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