Transport électronique quasi-balistique dans les nanofils d’InAs et d’InSb sous champ magnétique intense

Résumé : Les nanofils d’InAs et InSb, fabriqués par épitaxie, représentent un gaz électronique confiné dans un conducteur 1D avec nombreux avantages comme une grande mobilité et un fort couplage spin-orbite. Cependant un manque de caractérisation expérimentale de leur structure de bande subsiste. Dans cette thèse, la structure de bande et les propriétés électroniques des nanofils d’InAs et d’InSb sont étudiées par transport électronique en régime quasi-balistique et sous un champ magnétique montant jusqu’à 55 T. Le régime quasi-balistique est mis en évidence entre 2 K et 50 K par la quantification de la conductance. La structure de bande est sondée par l’analyse des plateaux de conductance, en fonction de la concentration électronique, de la tension de biais et du champ magnétique. Les résultats montrent un bon accord avec des simulations de structure de bande. D’autres informations sont extraites comme la transmission, la mobilité de champ et le couplage capacitif. L’application du champ magnétique lève la dégénérescence de spin et la dégénérescence orbitale. Sous champ magnétique perpendiculaire à l’axe du nanofil, les bandes évoluent vers la quantification de Landau, accompagnée d’une réduction de la rétrodiffusion. Le régime balistique est mis en évidence à fort champ magnétique et permet la détermination de la transmission des contacts. Des fluctuations quasi-périodiques de la conductance sont mesurées en fonction du champ magnétique parallèle à l’axe du nanofil. Elles révèlent le confinement des porteurs à l’intérieur du nanofil et la formation d’orbites de Landau dans la direction du transport. Le transport électronique cohérent est conjointement étudié dans ces systèmes. Il est mis en évidence par l’observation de fluctuations universelles de conductance et du régime de Fabry-Pérot électronique. Enfin la photoconductivité à basse température est mesurée sous illumination pour des longueurs d’onde proches de l’énergie de bande interdite. Dans ce travail exploratoire, la mesure de photoconductivité révèle la présence de barrières de Schottky au niveau des contacts et une anisotropie en fonction de la direction de polarisation linéaire inattendue pour des nanofils d’InSb de structure cristalline Blende de Zinc.
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Thèse
Systèmes mésoscopiques et effet Hall quantique [cond-mat.mes-hall]. Institut national des sciences appliquées de Toulouse, 2016. Français
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Contributeur : Florian Vigneau <>
Soumis le : mardi 6 décembre 2016 - 18:16:52
Dernière modification le : mercredi 28 février 2018 - 10:58:25
Document(s) archivé(s) le : mardi 21 mars 2017 - 10:09:12

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Florian Vigneau. Transport électronique quasi-balistique dans les nanofils d’InAs et d’InSb sous champ magnétique intense. Systèmes mésoscopiques et effet Hall quantique [cond-mat.mes-hall]. Institut national des sciences appliquées de Toulouse, 2016. Français. 〈tel-01408276〉

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