Étude par spectroscopie de coulomb d'une boîte quantique latérale contenant de 1 à 12 électrons

Une boîte quantique contenant un nombre discret et variable d'électrons est formée dans un gaz bi-dimensionnel d'électrons. On explique concrètement comment la géométrie des grilles utilisées pour former la boîte permet de contrôler exactement le nombre d'électrons jusqu'à zéro. Ce contrôle nous permet d'obtenir, par transport dans le régime de blocage de Coulomb, les spectres d'addition et d'excitation associés à l'ajout des 12 premiers électrons dans la boîte. On montre que le potentiel de confinement peut être approximé, près de son minimum, par celui d'un oscillateur harmonique dont l'énergie caractéristique est de l'ordre du meV. Ce résultat permet de calibrer l'énergie d'addition du premier électron et d'obtenir la variation en champ magnétique B du niveau de Fermi du gaz électronique bi-dimensionnel (GE2D) utilisé comme réservoir pour le transport à travers la boîte. Le résultat montre une oscillation périodique en 1/ B avec une amplitude beaucoup plus petite que l'énergie cyclotron. On observe ensuite la transition en champ magnétique entre les deux états de plus basse énergie d'une boîte contenant 2 électrons, soient les états singulet et triplet. On montre que l'approximation harmonique cesse d'être valide pour une boîte contenant plus d'un électron. Les résultats montrent que le champ critique de la transition dépend du potentiel appliqué sur les grilles. De plus, on observe une modulation de l'amplitude du courant circulant à travers la boîte lors de la transition. On attribue cette modulation à l'injection partiellement polarisée en spin, causée par la séparation spatiale des états de bords du GE2D de spin «1/2. Finalement, les résultats pour un plus grand nombre d'électrons montrent que l'hypothèse de l'injection partiellement polarisée est en accord avec les transitions en champ magnétique des configurations électroniques de la boîte et qu'elle permet de mesurer, par l'amplitude du courant, le spin total de la boîte.

Name thesis:degree_name

M. Sc.

Level thesis:degree_level

Maîtrise

Discipline thesis:degree_discipline

Physique

Grantor dc:publisher

Université de Sherbrooke

Year dc:date.issued

2002

Author dc:creator

• Pioro-Ladrière, Michel

Advisors dc:contributor.advisor

• Beerens, Jean
• Sachrajda, Andrew Stanislaw

• Hétérostructures
• Systèmes mésoscopiques

Language dc:language.iso

fr

Handle dc:identifier.uri

https://hdl.handle.net/11143/4532

OAI identifier oai:identifier

oai:usherbrooke.scholaris.ca:11143/4532