Étude des effets d'impuretés artificielles sur les propriétés de transport dans les nanostructures

Abstract

Dans ce travail, nous avons fait appel à une nouvelle technique de fabrication à niveaux multiples afin d'étudier l'effet de la présence d'impuretés artificielles (IA) sur les propriétés de transport dans un fil quantique. Nous avons examiné des configurations comprenant une ou deux boîtes quantiques inversées (BQI) circulaires, ou encore une BQI elliptique, et ceci dans le régime balistique ainsi que dans le régime des états de bord. Dans le régime balistique, on montre que la conductance du fil peut être modifiée par des effets de guidage associés à la géométrie des IA. De plus, on offre une démonstration de l'utilisation de l'interférence quantique le long des trajectoires de guidage classique pour permette de moduler la conductance du fil par contrôle électrostatique de la phase des électrons. Dans le régime des états de bord, on étudie expérimentalement des phénomènes associés à la transmission d'électrons par effet tunnel à travers des modes liés formés par les états de bord qui entourent les BQI. Ces résultats sont ensuite analysés en fonction d'un modèle qui traite la conductance comme une probabilité de transmission. En particulier, on présente des résultats d'expériences effectuées sur un nouveau système appelé une molécule artificielle. L'étude de ce système permet de déterminer que, dans le cas où il y a plus d'un mode lié autour des BQI, la transmission par effet tunnel se fait de façon préférentielle à travers le mode intérieur. Ce résultat est surprenant puisqu'il va à l'encontre de l'idée classique que l'amplitude de la transmission par effet tunnel entre deux états de bord est proportionnelle à leur recouvrement.