Vous êtes ici : Accueil > Actualités > Encore heureux qu’une forte résistance ne rende pas isolante une jonction Josephson supraconductrice !

Résultat scientifique | Physique quantique | Micro-nanoélectronique | Micro-nanotechnologies | Nouvelles technologies

Encore heureux qu’une forte résistance ne rende pas isolante une jonction Josephson supraconductrice !


​Des chercheurs du CEA-Iramis et leurs partenaires réfutent une assertion largement admise, contraignant le couplage d'une jonction Josephson à une grande résistance. Ils ouvrent ainsi la voie à de nouveaux dispositifs à haute impédance, jusque-là considérés comme non réalisables.
Publié le 11 mars 2021

En 1962, Brian David Josephson prédit qu'un courant électrique peut circuler, sans tension appliquée, à travers une fine couche isolante séparant deux supraconducteurs : la jonction Josephson est inventée. Elle s'invite aujourd'hui dans de nombreux dispositifs électroniques quantiques : magnétomètres, amplificateurs paramétriques, circuits logiques, bits quantiques supraconducteurs, etc.

Or en 1983, Albert Schmid prédit que toute jonction Josephson shuntée par une résistance électrique de forte valeur ne devrait pas être supraconductrice mais isolante. Cette assertion est cependant paradoxale car si la résistance devient infinie, aucune jonction Josephson ne devrait être supraconductrice ! En dépit de cette incohérence théorique, elle semblait confirmée par plusieurs expériences réalisées dans les années 1990 et était considérée comme établie par la communauté scientifique.

Des physiciens de l'Iramis et des universitaires allemands démontrent que l'état isolant prévu par Albert Schmid n'existe pas.

Leur caractérisation rigoureuse de jonctions Josephson connectées à des résistances supérieures à la valeur seuil annoncée par Albert Schmid révèle une réponse linéaire qui « sature » à basse température mais conserve sans ambiguïté un caractère supraconducteur. Au-delà de cette observation expérimentale, ils expliquent qu'en raison d'une subtile différence topologique, la prédiction d'Albert Schmid ne s'applique pas au couplage d'un système supraconducteur (tel qu'une jonction Josephson) à une résistance.

En résolvant une incohérence théorique et en apportant une compréhension complète de l'interaction des jonctions Josephson avec leur environnement électrique, ce travail ouvre la voie à de nouveaux dispositifs supraconducteurs à haute impédance utilisant des jonctions Josephson… qui étaient auparavant considérés comme non réalisables.


Haut de page

Haut de page