Thèse soutenue

Transport balistique et effets quantiques dans des nanostructures unidimensionnelles

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Auteur / Autrice : Jérôme Blanchet
Direction : P. DEBRAY
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences appliquées. Physique
Date : Soutenance en 1994
Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

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Ce travail s'inscrit dans le cadre d'un effort de recherches, actuellement mene, visant a la comprehension des mecanismes de transport et a leur exploitation dans de nouveaux composants pour lesquels les effets quantiques sont preponderants. Dans ce contexte, nous avons etudie les proprietes du transport balistique dans des nanostructures unidimensionnelles elaborees a partir d'heterostructures de semiconducteurs algaas/gaas. Nous avons observe sur des fils quantiques le phenomene, maintenant bien connu, de la quantification de la conductance en fonction de l'energie de fermi ou de la largeur du canal. L'ajout d'un bras de propagation de longueur variable (c'est-a-dire un elargissement du fil a une abscisse donnee) permet de moduler les parcours des electrons et d'agir ainsi sur les differences de phase entre les ondes electroniques. A l'aide d'un modele, nous montrons que la presence de ce bras est a l'origine d'oscillations qui se superposent aux marches de conductance quand les dimensions du canal sont modifiees par une tension de grille. Ces predictions sont confirmees par des resultats experimentaux et les structures observees dans le profil de transmission peuvent etre definitivement attribuees aux interferences quantiques dans le regime balistique, notamment grace a des mesures en champ magnetique faible. Nous nous proposons ensuite de tirer parti des specificites de certains de ces composants en elaborant un projet d'application aux convertisseurs analogiques-digitaux. Dans la deuxieme partie de ce travail, nous etudions des transistors a effet de champ composes de fils quantiques en parallele dans lesquels on s'attend a une meilleure transconductance que dans les structures bidimensionnelles. Il est montre que cette amelioration est conjointement due a une mobilite plus elevee et a un meilleur controle de charges. Des confirmations experimentales en regime lineaire et en regime de saturation sont donnees et les limitations de tels systemes sont enumerees