Transport dans les isolants desordonnes en regime de coherence quantique

par François Ladieu

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de J. BOK.

Soutenue en 1994

à Paris 6 .

mots clés

Résumé

Transport dans les isolants desordonnes en regime de coherence quantique. L'etat isolant d'anderson provient du caractere destructeur des interferences quantiques lorsque le desordre est fort. Nous rappellons d'abord les theories quantiques concurrentes du transport dans ces isolants. Puisque, a toute temperature finie, la coherence quantique est brisee au dela de l'echelle mesoscopique, le lien entre les mesures macroscopiques et leurs equivalents mesoscopiques est strategique. Il depend de l'observable consideree et est analogue aux problemes d'optimisation en milieu aleatoire ainsi que le montre l'interpretation de nos resultats experimentaux. Nous etudions d'abord les fluctuations de conductance dans un fil d'arseniure de gallium dope au silicium. Nous montrons que les fluctuations suivant le niveau de fermi sont des fluctuations quantiques tronquees par les fluctuations geometriques. Les fluctuations quantiques induites par le champ magnetique sont plus petites que les precedentes dans le regime tres isolant non ergodicite et redeviennent ergodiques pres de la transition. Ensuite, nous exposons l'etude d'alliages amorphes isolants yttrium-silicium comportant a la fois beaucoup de desordre et beaucoup d'electrons libres. Nous prenons en compte les interactions electron electron par un modele de grains capacitivement couples. A excitation faible, les interactions entrainent une divergence plus forte de la resistance en temperature que les predictions anterieures. En regime non lineaire, nous predisons une transition isolant metal pour un voltage critique et donnons ses lois d'echelles dont nous montrons la pertinence pour nos mesures. A basse temperature, cette transition devient hysteretique et s'accompagne de discontinuites geantes en courant. Nous interpretons l'effet du champ magnetique comme une reduction de la longueur de localisation electronique cas de systemes avec couplage spin-orbite liee a la suppression de la symetrie par renversement du sens du temps

Titre traduit

Transport in disordered insulators in quantum coherent regime

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