Service de Physique de l'Etat Condensé
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La caractérisation d’espèces paramagnétiques au sein d'un échantillon par Spectroscopie de Résonance Paramagnétique Électronique (RPE, ou en anglais Electron Spin Resonance- ESR) a de multiples applications en chimie, biologie, et même en archéologie et dosimétrie. Cette technique, vieille de 80 ans, consiste à mesurer l’absorption de rayonnement micro-onde par des spins électroniques à leur fréquence de résonance, grâce à un résonateur pour la détection. L'équipe quantronique du SPEC et ses collaborateurs développent depuis 10 ans un programme de recherche visant à utiliser l’extrême sensibilité des circuits supraconducteurs en régime quantique (refroidis à 10 mK) pour effectuer la spectroscopie RPE d’un unique spin. À la suite d’améliorations successives de la sensibilité, cet objectif ultime vient d'être atteint, au moyen d'un compteur de photons micro-ondes basé sur un qubit supraconducteur de type transmon. |
Molecular Electronics is a field of research that aims at designing new electronic devices based on molecules. Unfortunately, lack of stability of molecular junctions induces a lack of reproducibility in the measurement process which prevents from a large scale utilization, in particular at the industrial level. A potential approach to overcome this difficulty lies in performing in operando characterizations, in order to get a better understanding of molecular devices and to improve their reliability.
This is what has been achieved through the collaborative work of different research teams from IMDEA-Nanociencia, Universidad Autonoma and Universidad Complutense in Madrid, University of Barcelona, ALBA Synchrotron and Centro de Astrobiologia in Torrejon de Ardoz, in Spain, and SPEC at University Paris-Saclay. These researchers have designed and realized a multifunctional hybrid molecular graphene field effect transistors which enables in operando spectroscopy.
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Les liquides surfondus (qui se trouvent dans un état métastable, sous leur température de cristallisation) voient leur dynamique à l’échelle moléculaire ralentir fortement lors qu’ils sont refroidis. Celle-ci peut devenir si lente que le système apparait figé (dans un état hors équilibre) du point de vue des échelles de temps accessibles expérimentalement. Le matériau a alors les propriétés d’un solide et on parle de verre. Aux alentours de la température de transition vitreuse Tg, l’évolution des propriétés physiques du matériau lorsque celui-ci se rapproche de son état d’équilibre correspond à ce que l’on appelle le vieillissement physique. On dit que l’on est à la température de transition vitreuse lorsque le temps moyen de relaxation moléculaire1 τα égal à 100 s. Etudier la manière dont un liquide surfondu près de Tg, déstabilisé par un changement de sa température, retourne à son état d’équilibre renseigne sur les mécanismes de relaxation moléculaire. Le fait que τα dépende très fortement de la température rend ce type de réponse non linéaire pour des échelons de température de seulement quelques kelvins d’amplitude : un refroidissement est associé à un phénomène d’auto-retardement (le temps de relaxation devient de plus en plus lent au fur et à mesure que le système se rapproche de son état d’équilibre), tandis qu’un échauffement conduit à une auto-accélération de la dynamique. |
