Microstructures d'arseniure de gallium : transport balistique, blocage de coulomb et bruit en charge

par PHILIPPE GROUSSET

Thèse de doctorat en Matériaux, technologies et composants pour l'électronique

Sous la direction de Jean-Claude Portal.

Soutenue en 1997

à Toulouse, INSA .


  • Résumé

    Ce travail s'inscrit dans le cadre de l'etude du transport electronique dans les dispositifs de taille inferieure a la longueur de coherence de phase. Les echantillons utilises sont des microstructures (fils et boites) definies electrostatiquement sur des heterojonctions gaalas/gaas, ce qui permet de faire varier in situ leur geometrie, les transparences des barrieres tunnels et le niveau de fermi. Nous avons tout d'abord etudie la transition entre structure fermee (boite) et ouverte (guide d'onde). Quand les barrieres tunnels qui isolent la boite disparaissent, les etats lies de la boite (qui donnent des resonances de transmission) deviennent des etats quasi-lies du guide d'onde (qui donnent des resonances de reflexion). La duree de vie des etats quasi-lies est suffisante pour que le blocage de coulomb subsiste dans le regime de guide d'onde. Nous avons ensuite effectue les premieres mesures sur des boites a quatre contacts. La conduction se fait par deux processus : l'effet tunnel sequentiel, au cours duquel la coherence de phase est brisee, tend a etablir l'equilibre thermodynamique dans la boite ; l'effet tunnel resonnant, coherent, se fait hors equilibre. Alors que la resistance deux points est dominee par l'effet tunnel incoherent, la resistance quatre points a la particularite d'etre sensible uniquement a l'effet tunnel coherent. L'effet hall quantique entier est fortement modifie par la topologie zerodimensionnelle de la boite : la resistance transverse presente des oscillations d'aharonov-bohm. Enfin, nous avons mesure le bruit extrinseque d'une boite de coulomb. L'etat de charge des impuretes du substrat peut fluctuer, ce qui genere un bruit sur la charge vue par la boite, et donc sur sa resistance. Le spectre du bruit en 1/f#2 a tres basse temperature et en 1/f vers 1 k confirme son origine due a un ensemble de systemes a deux niveaux de charge actives thermiquement ; sa valeur a 10 hz est identique a celle des meilleurs systemes metalliques.


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Informations

  • Détails : 173 P.
  • Annexes : 69 REF.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées. Bibliothèque centrale.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 1997/420/GRO
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