Dispositifs nano-électro-mécaniques cryogéniques comme systèmes modèles pour la physique fondamentale

Orateur : Eddy COLLIN

Les systèmes Micro et nano électro-mécaniques (MEMS et NEMS) se sont avérés être des objets très utiles tant pour les applications techniques que physiques. Leur utilisation première est évidemment la transduction d’une (petite) force de quelque nature qu’elle soit en un signal électrique, avec toute la versatilité of ferte aujourd’hui par les techniques de fabrication en salle blanche. De plus, ces dispositifs peuvent être pensés comme des composants pour les circuits électriques linéaires ou non-linéaires implémentant mécaniquement une fonction utile donnée (comme par e.x. le stockage de données ou le mélange de signaux). Depuis ses débuts la physique des basses températures s’est intéressée aux sondes mécaniques : avec par exemple toutes sortes d’objets vibrants sondant les fluides quantiques, et l’étude de la dissipation dans les verres due aux systèmes à deux niveaux intrinsèques (TLS). Bien évidemment, faire les expériences à basses températures offre à l’expérimentateur des conditions uniques pour ses études avec par e.x. un bas bruit électrique, le vide cryogénique et la possibilité d’utiliser des matériaux supraconducteurs. Les MEMS et NEMS sont évidemment des sondes mécaniques de taille mésoscopique idéales pour la matière condensée. De plus, du fait de leur extrême simplicité les MEMS et NEMS faits à base de poutres peuvent être considérés eux-mêmes comme des systèmes modèles implémentant des phénomènes complexes dans un milieu bien contrôlé. Tout ceci vaut pour la physique classique, mais devient encore plus excitant lorsque poussé à la lim ite quantique : quelques expériences dans le monde ont réussi à traiter de ce cas, et de nombreuses propositions théoriques peuvent être trouvées dans la littérature. Dans cet exposé je présenterai quelques-uns de nos résultats obtenus à basse, très basse ou ultra-basse température sur des MEMS et NEMS alliés aux projets futurs, le tout dans le cadre des thématiques décrites ci-dessus.

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