Quand un métal ferromagnétique F d’aimantation uniforme est connecté avec un supraconducteur BCS, les corrélations singulet caractéristiques de la phase supraconductrice S se propagent dans F par l’intermédiaire des réflexions d’Andreev. Dans la limite diffusive, cette propagation s’effectue sur une distance limitée par le champ d’échange ferromagnétique. La décroissance des corrélations dans F s’accompagne d’ oscillations du paramètre d’ordre supraconducteur, car le champ d’échange introduit un décalage énergétique entre les électrons et les trous couplés par les réflexions d’Andreev. Ces effets ont été observés expérimentalement sous la forme d’oscillations de la densité d’état dans une bicouche S/F [1] ou du courant critique dans une jonction S/F/S [2,3] avec l’épaisseur de F ou la température. Ceci a permis en particulier d’obtenir des jonctions Josephson de courant critique négatif, dites jonction pi [4], qui pourraient trouver des applications dans le domaine des circuits supraconducteurs [5]. Cependant, dans la limite d’un contact tunnel entre S et F, la description théorique utilisée jusqu’à présent n’est pas satisfaisante car elle se base sur des conditions aux limites [6] valables uniquement pour le cas dégénéré en spin. Je reconsidérerai donc ce problème en utilisant des conditions aux limites dépendant du spin. Ceci fait notamment apparaître une conductance dite « de déphasage » qui prend en compte la dépendance en spin des phases de transmission et de réflexion à travers l’interface. Je montrerai que la conductance de déphasage modifie fortement le comportement attendu pour les systèmes hybrides S/F, avec en particulier un déphasage des oscillations de la densité d’état dans une bicouche S/F ou du supercourant dans une jonction S/F/S avec l’épaisseur de F. Ceci implique en particulier qu’une jonction S/F/S peut se trouver dans l’état 0 aussi bien que l’état pi suivant la valeur des conductances de déphasage. J’utiliserai cette approche pour proposer une nouvelle interprétation pour les résultats expérimentaux obtenus par T. Kontos et al [1,3].
[1] T. Kontos et al., Phys. Rev. Lett. 86, 304 (2001)
[2] V. V. Ryazanov et al., Phys. Rev. Lett. 86, 2427 (2001)
[3] T. Kontos et al., Phys. Rev. Lett. 89, 137007 (2002)
[4] W. Guichard et al., Phys. Rev. Lett. 90, 167001 (2003)
[5] L. B. Ioffe et al., Nature 415, 503 (2002)
[6] M.Yu. Kuprianov and V.F. Lukichev, Soviet-Physics-JETP 67, 1163 (1988)

Bâle, Suisse