ETUDE ET FABRICATION DES SQUID DC EN ALUMINIUM UTILISATION POUR LA REALISATION D’UN DISPOSITIF DESTINE A LA MESURE DES COURANTS PERMANENTS DANS LES ANNEAUX MESOSCOPIQUES

Mohamad A. EL-KHATIB

Le SQUID en général est un détecteur de champ magnétique très sensible. Depuis sa découverte, il s’est impose comme le magnétomètre le plus sensible. Les jonctions Josephson et la quantification de flux dans un anneau supraconducteur sont à la base de son fonctionnement.

Il y a deux types de SQUID. Le SQUID RF (Radio Fréquence) a l’avantage d’utiliser une seule jonction SQUID, tandis que le SQUID continu qui en nécessité deux permet une meilleure sensibilité.

Les jonctions Josephson peuvent être réalisées de différentes manières: par des jonctions tunnels, des jonctions à microponts, ou des jonctions à pointes. En général, ces jonctions présentent de l’hysteresis, mais il est possible de les shunter avec une résistance pour obtenir une caractéristique unique, Les SQUID pourront être réalisés avec des jonctions shuntées ou non.

Nous avons fabriqué des SQUID continus hystérétiques en aluminium avec des jonctions à microponts. Un grand avantage de cette technique est que la réalisation du SQUID ne nécessite qu’une seule opération de lithographie. Nous avons développé une électronique spéciale permettant des mesures avec une grande résolution sur des SQUID présentant de l’hystérésis.

Nous avons réalisé d’abord des SQUID non symétriques, cette géométrie permettant la réalisation de la bobine de modulation sur le même niveau. Cette dissymétrie modifie les caractéristiques. Nous avons aussi testé des SQUID présentant 3 fils de connexion permettant de moduler le SQUID en y envoyant directement un courant supplémentaire.

Cette thèse comporte trois parties:

• Dans la première partie, il y a quelques rappels sur les jonctions Josephson, surtout les jonctions   tunnels et à microponts. Après, on  décrit le type de jonctions que nous avons choisi, la technique de fabrication. Enfin, nous présentons les résultats de nos mesures.
• La deuxieme partie est consacrée au SQUID continu. Après une description des SQUID continus en  général, des bruits dans les SQUID et des différents électroniques de mesures, nous présentons nos   SQUID ainsi que l’électronique que nous avons mise au point. Pour terminer, nous discutons nos    résultats.
• Dans la troisième partie, après un bref rappel sur les prédictions théoriques concernant l’existence   de courants permanents dans les anneaux conducteurs mesoscopiques (non supraconducteurs), nous présentons le dispositif réalisé ainsi que les résultats des premières mesures de test.