Soutenance de thèse de Ugur YILMAZ
Etude d'un convertisseur analogique-numérique asynchrone en technologie quantique supraconductrice
Jeudi 25 Mars 2021 à 9h30
Mots-Clés :
Jonction Josephson,CAN,SQUID,asynchrone,signaux mixtes,
Résumé :
L'électronique supraconductrice numérique basée sur l'architecture SFQ (Single Flux Quantum) permet la réalisation d'opérations logiques en manipulant un quantum de flux magnétique Φ0 (h/2e = 2.07 mV.ps) qui est propagé, stocké ou libéré sous forme d'une impulsion de tension de quelques picosecondes dont l'aire est quantifiée.
Cette électronique de rupture permet des opérations logiques dont l'énergie de commutation est de l'ordre de 10-19 J, à des fréquences de l'ordre de 40 à 100 GHz, sous condition d'une technologie de fabrication disposant d'une tension critique RNIC suffisamment élevée. Ce document présente une architecture de convertisseur analogique-numérique (CAN) supraconducteur flexible, utilisée pour numériser des signaux à basse fréquence avec une grande dynamique et une sensibilité quantique. Une nouvelle architecture de HSQUID (Hybrid Superconducting QUantum lnterference Device) asynchrone à signaux mixtes est présentée et étudiée expérimentalement dans un cryogénérateur Gifford McMahon à 4,2K.
La sortie analogique du HSQUID asynchrone permet de mesurer l'évolution du signal entre les commutations numériques avec une sensibilité approximative de 10 µΦ0/√Hz, où Φ0 est le pas de quantification du SQUID asynchrone. La dynamique, les marges de polarisation ainsi que l'influence du bruit thermique sont présentées pour cette architecture reposant sur deux type de comparateurs supraconducteurs. Une étude de la technologie Superconductor-Normal metal-Insulator-Superconductor (SNIS) de l'INRiM avec des nano-jonctions autoshuntées fabriquées avec la technique 3D Focused Ion Beam ( FIB) a été également réalisée en vue de concevoir des nano-comparateurs radiofréquence à haute efficacité énergétique.
Membres du jury :
Résumé :
L'électronique supraconductrice numérique basée sur l'architecture SFQ (Single Flux Quantum) permet la réalisation d'opérations logiques en manipulant un quantum de flux magnétique Φ0 (h/2e = 2.07 mV.ps) qui est propagé, stocké ou libéré sous forme d'une impulsion de tension de quelques picosecondes dont l'aire est quantifiée.
Cette électronique de rupture permet des opérations logiques dont l'énergie de commutation est de l'ordre de 10-19 J, à des fréquences de l'ordre de 40 à 100 GHz, sous condition d'une technologie de fabrication disposant d'une tension critique RNIC suffisamment élevée. Ce document présente une architecture de convertisseur analogique-numérique (CAN) supraconducteur flexible, utilisée pour numériser des signaux à basse fréquence avec une grande dynamique et une sensibilité quantique. Une nouvelle architecture de HSQUID (Hybrid Superconducting QUantum lnterference Device) asynchrone à signaux mixtes est présentée et étudiée expérimentalement dans un cryogénérateur Gifford McMahon à 4,2K.
La sortie analogique du HSQUID asynchrone permet de mesurer l'évolution du signal entre les commutations numériques avec une sensibilité approximative de 10 µΦ0/√Hz, où Φ0 est le pas de quantification du SQUID asynchrone. La dynamique, les marges de polarisation ainsi que l'influence du bruit thermique sont présentées pour cette architecture reposant sur deux type de comparateurs supraconducteurs. Une étude de la technologie Superconductor-Normal metal-Insulator-Superconductor (SNIS) de l'INRiM avec des nano-jonctions autoshuntées fabriquées avec la technique 3D Focused Ion Beam ( FIB) a été également réalisée en vue de concevoir des nano-comparateurs radiofréquence à haute efficacité énergétique.
Membres du jury :
- Mme Claire ANTOINE - CEA SACLAY : Rapporteure
- Mme Annick DÉGARDIN - Sorbonne Université : Rapporteure
- Mme Laurence MÉCHIN - CNRS : Examinatrice
- M. Gilles MICOLAU - Avignon Université : Examinateur
- M. Matteo FRETTO - INRIM : Examinateur
- M. Denis LE-JEUNE - ENSTA Bretagne : Examinateur
- M. Pascal FEBVRE - Université Savoie Mont Blanc : Invité
- M. Jean-Luc ISSLER - Centre National d'Etudes Spatiales : Invité
Partenaires
Thèse préparée dans le laboratoire : UMR 5130 - Institut de Microélectronique, Electromagnétisme et Photonique - Laboratoire d'hyperfréquences et de caractérisation ( site de Chambery), sous la direction de Pascal FEBVRE .
Documents à télécharger
Infos date
Soutenance de thèse de Ugur YILMAZ , pour une thèse de DOCTORAT de l' Université de Grenoble Alpes , spécialité " NANO ELECTRONIQUE ET NANO TECHNOLOGIES ", intitulée:
Infos lieu
à huis-clos (Visioconférence partielle)
Contact
Pascal FEBVRE
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