Etude du transport quantique dans les gaz d'electrons modules par une grille schottky

par CHRISTOPHE DORIN et Julien Bok

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Bernard Étienne.

Soutenue en 1992

à Paris 6 .

mots clés

• Composés semiconducteurs
• Diodes à barrière de Schottky
• Transport des électrons, Théorie du

Résumé

En regime d'effet hall quantique, le courant electrique se propage par des etats de bord associes aux niveaux de landau. Ces etats de bord peuvent etre transmis selectivement par une barriere de potentiel creee par une grille schottky. Il en resulte une quantification de la resistance longitudinale a travers la grille. Cette quantification a ete utilisee pour etudier le fonctionnement de grille schottky submicroniques. On peut determiner avec precision la tension d'offset (proche de zero, mais a valeur fluctuant d'une grille a l'autre) et la tension de pincement sans recourir a un critere reposant sur la caracteristique i(v). Il a ete tente d'etendre les mesures de transmission selective d'etats de bord au regime d'effet hall quantique fractionnaire, mais les fluctuations de potentiel sous la grille deviennent trop importantes par rapport a la bande interdite d'excitation des quasi-particules pour etudier la composition des etats fractionnaires. Une modelisation, reposant sur une resolution de l'equation de poisson par la methode des elements finis permet d'etudier la tension de pincement en fonction de la longueur de la grille et de discuter la validite de differentes conditions possibles a la surface de la structure. Ces calculs montrent aussi qu'il n'y a pas de resonance de transmission sous la grille lorsque la variation du potentiel au niveau du gaz d'electrons n'est pas rapide par rapport a la longueur d'onde de fermi. Enfin dans une derniere partie, concernant des systemes d'electrons de faible densite et tres fortes mobilites, la solidification de wigner est observee par des mesures de champs seuil, correspondant au depiegeage de domaines coherents. Il est montre que le diagramme de phase correspond bien a celui obtenu independamment par des mesures radio-frequences

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