Susceptibilite magnetique orbitale et conductivite ac d'anneaux mesoscopiques isoles

Magnetic orbital susceptibility and ac conductivity of isolated mesoscopic rings

• Auteur / Autrice : Bertrand Reulet
• Direction : Hélène Bouchiat
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1994
• Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

Cette etude s'interesse a la conductance ac complexe d'un ensemble d'anneaux mesoscopiques isoles. En effet, de tels anneaux sont, en presence d'un champ magnetique statique, le siege d'un courant permanent non dissipatif. Or, connectes a des fils de mesure, ils presentent une resistivite finie, celle du solide macroscopique. Ce paradoxe est aborde a la fois sous ses aspects theoriques et experimentaux par: 1) le calcul numerique de la conductance complexe moyenne d'un anneau desordonne dans la limite du spectre discret, en presence de champ magnetique, de collisions inelastiques, a temperature finie et pour des statistiques canonique et grand canonique. Il est montre que la magnetoconductance du systeme isole est, dans certaines conditions, bien plus grande que celle du systeme connecte, et qu'elle change de signe avec la temperature ou la frequence. 2) la mise au point d'un detecteur tres sensible adapte: un micro-resonateur bifilaire supraconducteur (f#0=380 mhz et q=80000 a 50 mk) fortement couple aux anneaux. L'etude de l'evolution de sa frequence de resonance et de son facteur de qualite en fonction de la temperature et du champ magnetique fournit les parties reelle et imaginaire de la conductance des anneaux. Ses performances ont ete optimisees et sa sensibilite testee. On trouvera de plus des calculs de dependance en temperature du courant permanent et de l'effet des interactions electron-electron sur celui-ci, et de correlations spectrales de systemes desordonnes. L'etude experimentale de la magnetoconductance de fils dans le regime semi-balistique, necessaire a la caracterisation des anneaux, a egalement permis de mettre en evidence un changement de comportement dans la magnetoconductance n'ayant jamais ete clairement observe