Équipe

Theoretical Quantum Matter

Activité scientifique

Le groupe « Matière quantique théorique » du LPS étudie deux domaines principaux dans lesquels des phénomènes quantiques apparaissent dans les systèmes de matière condensée. Le premier est lié à la miniaturisation des circuits métalliques et semi-conducteurs à des échelles de longueur qui nécessitent un traitement quantique complet, comme dans le transport mésoscopique d’électrons ou de spin. Non seulement les constituants matériels doivent être décrits de manière quantique, mais aussi le couplage avec l’environnement, par exemple dans les systèmes électroniques de cavité-QED ou dans l’étude du bruit quantique. Un deuxième domaine est celui des matériaux de Dirac topologiques et relativistes en deux et trois dimensions spatiales et leurs applications potentielles. Dans ce cas, même avant la miniaturisation des circuits, les propriétés des matériaux électroniques nécessitent un traitement mécanique quantique complet en termes d’équation de Dirac et de ses variantes. Cette situation se présente, par exemple, dans le graphène, les dichalchogénures 2D de métaux de transition et les hétérostructures associées, dans les isolants topologiques et les supraconducteurs 2D et 3D, ainsi que dans les semi-métaux de Weyl 3D. Le groupe s’intéresse à la compréhension des phénomènes qui découlent de ces propriétés exotiques en vrac ainsi qu’à l’évolution de ces phénomènes dans des dispositifs méso- et nanoscopiques où les effets de frontière jouent un rôle important.

© Mateo Uldemolins, 2022.

Figure: Une impureté magnétique dans un supraconducteur donne naissance à des états liés dans l’intervalle avec une grande étendue spatiale qui pourrait être utilisée pour l’informatique quantique topologique. La figure représente la carte spatiale calculée de la densité locale d’états d’une impureté magnétique intégrée dans le supraconducteur bidimensionnel NbSe2.