Électrodynamique quantique dans les transistors en graphène très hors équilibre

Quantum electrodynamics in graphene transistors far from equilibrium

• Auteur / Autrice : Vincent Blavy
• Direction : Emmanuel Baudin
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Physique
• Date : Inscription en doctorat le 01/09/2023
• Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique en Île-de-France (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Physique de l'École normale supérieure
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Ecole normale supérieure

Mots clés

Mots clés libres

Graphène relativiste

Transport sous fort biais

Interctions lumière-matière

Relativistic graphene

Transport under large bias

Light-matter interactions

Résumé

Le graphène est un semi-métal 2D, étudié notamment pour sa structure de bandes particulière. Celle-ci, ainsi que la quasi-absence de couplage électrons-phonons dans le matériau, permettent sous fort biais des régimes de transport électronique très éloignés de l'équilibre. La récente observation du régime de conduction Klein-Schwinger mésoscopique a montré que des phénomènes prédits par la théorie de l'électrodynamique quantique trouvent un analogue dans les propriétés optoélectroniques des transistors de graphène à haute mobilité. Ce projet de doctorat vise à étudier expérimentalement les manifestations de ces phénomènes dans le graphène, ainsi qu'à tester l'existence d'analogues de phénomènes apparentés, tels que la luminescence Schwinger, ou l'''ébullition du vide''.

Graphene is a 2D semi-metal, studied notably for its peculiar band structure. Which, along with the weakness of the electron-phonon coupling in the material, allows under strong electrical bias for extremely out-of-equilibrium electronic transport regimes to take place. The recent observation of the mesoscopic Klein-Schwinger conduction regimed showed that phenomena predicted by the theory of quantum electrodynamics have analogues in the optoelectronic properties of high-mobility graphene field-effect transistors. This PhD aims to study experimentally the manifestations of those phenomena in graphene, as well as to test the existence of analogues for other related phenomena, such as the Schwinger luminescence, or the ''vacuum ebullition''.