Description du sujet de thèse

L'effet Hall quantique fractionnaire est un phénomène physique qui a la particularité de donner naissance à des quasiparticules que l'on nomme anyons. Ces anyons possèdent des propriétés topologiques qui en font des candidats intéressants pour le développement de processeurs quantiques protégés topologiquement. Un type d’anyons en particulier, appelé anyons non-abéliens, a été théorisé dans l’état 5/2 de l’effet Hall quantique fractionnaire. Ce projet vise à mettre en évidence
xpérimentalement les propriétés de cet état et d’en déterminer les caractéristiques.
Dans ce projet nous nous intéresserons à des résonateurs magnétoplasmoniques basés sur des gaz d'électrons bidimensionnels afin de réaliser des interféromètres magnétoplasmoniques destinés à mettre en évidence les propriétés non-triviales des anyons abéliens et non-abéliens présents dans l'effet Hall quantique fractionnaire.
Pour effectuer ces expériences nous réaliserons, par des procédés de nano et micro-fabrication, les échantillons nécessaires à cette étude qui seront ensuite mesurés sous fort champ magnétique à des températures cryogéniques dans un cryostat à dilution. Expérimentalement, ce projet combine donc la fabrication en salle blanche, le transport quantique et de l'ingénierie micro-onde avec le but de démontrer les effets d'interférence résultant de la phase fractionnaire des quasiparticules dans le régime anyonique.

Contexte de travail

Ce projet se déroulera dans le contexte de l'ANR MAHR visant les mêmes buts que la thèse. Il prendra place au sein de l'équipe Physique mésoscopique de l'ENS. L'équipe de recherche a récemment mis en évidence la possibilité de contrôle électrostatique des cavités magnétoplasmoniques dans l'effet Hall quantique entier et vise à étendre ces résultats à l'effet Hall quantique fractionnaire et à la réalisation d'interféromètres.