Thème n° 10 : Lois de composition des impédances dans les circuits mésoscopiques

Salut !
Bon je ne sais pas si ce thème parlera à beaucoup de monde mais j'avais le choix entre ça et un truc de théoricien de dingue sur le modèle inflationnel de l'univers qui était en résumé assez peu compréhensible et profitable ...
Donc ça sera un rapport sur les circuits électriques dont la taille est telle qu'on peut faire de l'électronique avec, mais où les effets quantiques du transport d'électrons se font sentir, ce qui implique en particulier que des lois aussi habituelles et rassurantes que la loi des noeuds ne sont plus vérifiées !

Un aperçu :

“Lois de composition des impédances dans les circuits mésoscopiques : Test expérimental de la théorie du blocage de Coulomb dynamique généralisée aux conducteurs cohérent” par Frédéric Pierre (http://www.lpn.cnrs.fr/fr/PHYNANO/PHYNANO.php).

La physique mésoscopique traite des systèmes contenant un nombre macroscopique d’atomes mais suffisamment petits pour que les effets quantiques ne puissent être ignorés. Ainsi les conducteurs quantiquement cohérents (plus petits que la distance qu’une quasiparticule peut parcourir pendant son temps de vie quantique) présentent des propriétés de transport nouvelles pour lesquelles les effets d’interférences quantiques jouent un rôle essentiel (effet Aharonov-Bohm, effet de proximité normal-supraconducteur, …). De plus, lorsque l’on insère un ou plusieurs conducteurs cohérents bien définis dans un circuit mésoscopique, les lois de composition des impédances diffèrent des lois classiques. Ce phénomène quantique résulte de l’excitation de l’environnement électromagnétique d’un conducteur cohérent par les pulses de courant associés à la granularité des charges qui le traversent. On parle de blocage de Coulomb dynamique. Le blocage de Coulomb dynamique est bien compris théoriquement et a été testé expérimentalement sur le conducteur cohérent le plus simple réalisé par une jonction tunnel insérée dans un circuit composé par ailleurs d’éléments macroscopiques. Ce n’est que récemment que les prédictions théoriques ont été généralisées à tous les petits conducteurs cohérents. Cette théorie prédit que les modifications de l’impédance dues au blocage de Coulomb dynamique sont réduites en amplitude par rapport à une jonction tunnel par exactement le même facteur de Fano que le bruit de grenaille quantique sur le courant traversant le conducteur cohérent considéré. Il suffit donc de connaître le bruit quantique pour déterminer les corrections aux lois classiques de composition d’impédances. Pour tester quantitativement cette prédiction simple nous avons mesuré à très basse température la résistance d’un contact ponctuel quantique inséré dans un circuit résistif on-chip modifiable in-situ. Le contact ponctuel quantique réalisé dans un gaz bidimensionnel d’électrons constitue ici un banc d’essai pour la physique mésoscopique en permettant d’émuler un grand nombre de conducteurs quantiquement cohérents.

Et un rapport sympathique avec plein de jolies images ^^

Pierre

Bonne lecture, et si vous avez des commentaires, n'hésitez pas ( sauf que je ne répondrais sans doute pas vite car en ce moment c'est révisions et autres galères pré-exams ^^, mais bon il y a d'autres gens sur ce forum avec qui engager un débat animé sur les effets du blocage de Coulomb sur un contact ponctuel quantique )

Sur ce, bon dimanche !