Curriculum Vitae - APC - Université Paris Diderot-Paris 7

CetravailadébutéàmonarrivéeauLaboratoirePierreAigrainets’inscritdanslecadre
de discussions et de collaborations très fructueuses avec le groupe expérimental de physique
mésoscopique. Motivé par les expériences de mesure de bruit dans les nanotubes de carbone
réalisées au laboratoire, nous avons étudié (avec X. Leyronas et N. Regnault) le transport
(courant et bruit en courant) dans un nanotube de carbone en présence de l’effet Kondo.
Dans ces expériences, le nanotube de carbone joue le rôle d’une boîte quantique dont le
spin se couple aux électrons de conduction des électrodes métalliques. Ceci donne lieu à un
écrantage Kondo de ce spin à basse énergie (température). Une particularité des nanotubes
de carbone est l’existence d’une dégénérescence orbitale supplémentaire pouvant conduire
à une symétrie étendue SU(4) incluant spin et degré de liberté orbital. Notre travail a ainsi
considéré le cas général d’une symétrie SU(N) avec une attention particulière pour les cas
N = 2 et N = 4.
Poursuivant cette étude, j’ai participé au travail d’analyse et d’interprétation des mesures
expérimentales obtenues au laboratoire. Nous avons ainsi observé que les nanotubes
de carbone donnent, en présence d’une résonance Kondo, un bruit supérieur au bruit attendu
pour un transport cohérent sans interaction ou pour un effet Kondo à symétrie
SU(2). Nous avons interprété cette observation par la présence de la dégénérescence orbitale
supplémentaire.
Reprenantuntravailpurementthéorique,j’aidéveloppéunecollaborationavecA.Clerk
et K. Le Hur afin de calculer le bruit en courant dans des nanotubes de carbone. Nous nous
sommes appuyés sur une théorie de liquide de Fermi adaptée à la symétrie SU(N) que j’ai
développée. Nos prédictions sur le bruit incluent l’existence de charges universelles à basse
énergie qui caractérisent le transport électronique.
Gaz de fermions déséquilibrés LPA et Paris 7 [8, 9, 12].
Cetravailestmotivépardesexpériencessurdesgazfermioniquesdéséquilibrésconduites
au département de physique (au LKB) dans le groupe de C. Salomon et F. Chevy. L’énergie
du polaron - un fermion de l’espèce minoritaire habillée par la mer de Fermi de l’espèce
majoritaire - détermine le lieu de la transition entre un gaz partiellement polarisé et un
gaz complètement polarisé, et est donc pertinent pour comprendre la forme des profils de
densitéobservésexpérimentalement.Nousavonstoutd’abordétudiélecasoùlefermionminoritaire
s’apparie préférentiellement avec un fermion majoritaire pour former une molécule
bosonique composite dans la mer de Fermi majoritaire. Nous avons déterminé perturbativement
l’énergie de cet état moléculaire habillé en interaction faible, illustrant au passage
son aspect composite, puis une approche variationnelle nous a donné une estimation précise
de son énergie jusque dans le régime d’interaction forte.
Reprenant le cas d’une interaction attractive à longue distance (a < 0) où le fermion
minoritaire n’a pas de partenaire privilégié et forme un polaron avec la mer de Fermi
majoritaire, nous avons dérivé une équation d’état pour le gaz de fermions partiellement
polarisé en très bon accord avec les résultats expérimentaux. Pour cela, nous avons calculé
de façon exacte le terme dominant les interactions entre polarons à forte polarisation.
Circuit RC quantique LPA et Paris 7 [1, 2, 3, 4].
La seconde expérience conduite au LPA à laquelle je me suis intéressé est celle de la
capacité quantique. Une boîte quantique reliée à un canal unidimensionnel chiral (état de
bord d’un effet Hall quantique entier) et contrôlée par une grille métallique de dessus réalise
l’équivalent quantique d’un circuit RC classique en série. La partie capacitive est formée
par le couple grille métallique-boîte quantique qui réalise l’équivalent des deux armatures
d’un condensateur, la partie résistive vient d’un point de contact quantique qui sépare la
boîte quantique du canal de bord unidimensionnel jouant le rôle de réservoir.
Cette expérience intègre de façon paradigmique des effets de cohérence quantique, don-
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