Gerbold Ménard, Institut des NanoSciences de Paris (INSP)

Jeudi 2 Juillet 2015 14h

Amphi Holweck, Esc C, 1ème etage

États liés cohérents à longue portée dans les supraconducteurs : de l’atome unique aux clusters magnétiques

Depuis plusieurs années la possibilité de d’obtenir et de manipuler des fermions de Majorana a grandement excité la communauté de physique des solides. Un grand nombre de propositions théoriques ont été faites afin de trouver le meilleur candidat pour présenter des quasi-particules de Majorana. Toutes ces propositions, bien que de géométries différentes se basent sur les mêmes éléments que sont la supraconductivité, l’interaction spin-orbite et le magnétisme. Je présenterai ici les résultats obtenus à l’INSP en étudiant l’interaction entre des atomes magnétiques individuels et des nanostructures magnétiques dans les supraconducteurs possédant une structure de bande à caractère bidimensionnel. Je me concentrerai sur l’exemple de 2H-NbSe2, qui est un supraconducteur lamellaire, ainsi que sur le système Pb/Si(111) qui est un système purement bidimensionnel composé d’une seule couche atomique de Pb déposée sur Si. Je montrerai comment le caractère bidimensionnel de ces matériaux influe sur l’extension spatiale de la perturbation du condensat supraconducteur par les impuretés magnétiques. Je finirai en présentant les possibles signatures d’excitations de Majorana dans ces systèmes.

Long range coherent magnetic bound states in superconductors : from single atoms to magnetic clusters

In the recent years, the possibility to obtain and manipulate Majorana fermions has generated a lot of excitation in the domain of solid state physics. A lot of different systems have been proposed as potential candidates to host Majorana quasi particles. In these propositions, superconductivity and spin orbit coupling combined to magnetism are key ingredients. Here I will present the results we have obtained at INSP on the interaction between single magnetic atoms and magnetic nanostructures in superconductors with a 2D band structure. I will focus on the examples of 2H-NbSe2, which is a layered superconductor, and Pb/Si(111) which is a purely two-dimensional superconductor consisting of a single atomic layer of Pb deposited on top of Si. I will show that the 2D character of these materials is critical when considering the spatial extension of the experimental signatures of the impurities. I will end by presenting results on possible signatures of Majorana excitations in these systems.

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