Spectre hyperfrequence du solide de wigner soumis au desordre

• Auteur / Autrice : ANNIE SYLVIE BEYA
• Direction : Francis I.B. Williams
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

L'etat thermodynamique d'un systeme d'electrons est determine par la competition entre l'energie d'interaction coulombienne et l'energie du mouvement de point zero. On distingue donc une limite haute densite ou l'energie cinetique domine et favorise un etat liquide, et une limite basse densite ou l'energie de coulomb l'emporte, conduisant a la cristallisation de wigner. Le gaz bidimensionnel d'electrons ou de trous situe a l'interface de deux semiconducteurs gaas / gaalas constitue le systeme ou une transition du type wigner peut etre observee, en appliquant un champ magnetique intense pour neutraliser l'energie cinetique. Les defauts presents dans les materiaux creent un potentiel aleatoire qui influence les proprietes du solide de wigner. On est donc en presence d'un systeme fortement correle, soumis au desordre. Cette these etudie par des mesures de spectroscopie d'absorption dans le domaine hyperfrequence, l'effet du desordre sur un solide de wigner constitue de trous. Un spectrometre heterodyne large bande et de haute sensibilite permet de mesurer le spectre d'absorption avec une grande precision. Les mesures sont effectuees a des longueurs d'onde fixees (quelques micrometres) par une ligne de transmission en meandre, couplee au systeme de trous. Les spectres presentent quatre raies d'absorption bien definies, et refletant l'accrochage du solide de wigner par le potentiel aleatoire. L'analyse des frequences d'absorption permet d'acceder au mode d'accrochage (pinning) et a la dispersion du mode plasmon. Les frequences de resonance varient avec le champ magnetique et les raies disparaissent dans la phase liquide. Une fois forme, le solide de trous s'accroche aux defauts et ne peut plus conduire de courant en dessous d'un champ electrique seuil. Cet etait isolant est mis en evidence dans les mesures de transport : la caracteristique courant - tension du solide est non lineaire en dessous du seuil qui correspond au decrochage du solide. Elle contraste avec celle de la phase liquide qui est parfaitement lineaire. Le champ seuil des mesures de transport est relie a la frequence de pinning des mesures d'absorption hyperfrequence. Ces deux types de mesures ont aussi permis de mettre en evidence une anomalie dans le diagramme de phase (temperature - champ magnetique) du systeme de trous au facteur de remplissage 1/5.