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Optique électronique dans les conducteurs quantiques (13 décembre 2012)

Le jeudi 13 décembre à 2012, à 14h, Amphi 5, Jean-Marc Berroir (Laboratoire Pierre Aigrain, ENS Paris) présentera une conférence « Optique électronique dans les conducteurs quantiques ».

Lors de cet exposé, on s’intéressera au transport électronique quantique, en particulier au régime dit balistique où les électrons se déplacent dans le conducteur sans subir aucune collision. La propagation des électrons y est alors très similaire à celle des photons dans le vide et il est naturel de réaliser des expériences analogues à celles de l’optique ondulatoire et quantique pour étudier finement le transport électronique. Ces expériences illustrent parfaitement la dualité onde-corpuscule des électrons et mettent en lumière le rôle primordial de leur statistique fermionique. Elles apportent également un éclairage sur des problèmes spécifiques à la matière condensée, liés en particulier à l’interaction des électrons avec leur environnement. Dans un premier temps, on présentera une introduction simple aux différents régimes du transport électronique quantique. Le régime balistique, où les effets quantiques sont exacerbés sera étudié plus en détail. La  quantification de la conductance dans ces conducteurs sera par exemple discutùe de(m!nière approfondie. On présentera également les techniques de fabrication des conducteurs quantiques étudiés, les conditions expérimentales d’obtention du régime
balistique et les techniques de nano-fabrication indispensables à la réalisation des dispositifs que nous étudions. Dans une deuxième partie, on présentera d’abord des expériences analogues à celles de l’optique ondulatoire réalisées avec des sources émettant des flux continus d’électrons. On discutera en particulier d’expériences d’interférométrie Mach-Zehnder réalisées pour la première fois au Weizmann Institute (Israël) en 2003. On abordera ensuite des expériences analogues aux expériences pionnières de l’optique quantique où les électrons sont manipulées un par un grâce à une source que nous avons réalisée et caractérisée au LPA. Certaines de ces expériences mettent en évidence le caractère corpusculaire des électrons, d’autres ne peuvent être interprétées ni en termes d’ondes ni en termes de corpuscules et nécessitent une analyse complètement quantique.

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