Bruit de charge d’une source d’électrons uniques subnanoseconde
Adrien Mahé (LPA)

Infos Complémentaires

salle conf IV, 24 rue Lhomond

Jeudi 26 novembre à 14h30

L’objet de cette thèse est la caractérisation d’une source d’électrons
uniques subnanoseconde réalisée à partir d’une boîte quantique dans un gaz
bidimensionnel d’électrons. Nous avons tout d’abord mis en évidence la
quantification du courant alternatif moyen en unités de 2ef, où f est
la fréquence d’excitation de la source, lorsque la tension appliquée
compense l’énergie d’addition de la boîte. Cette quantification correspond
à l’injection d’un unique électron et d’un unique trou par période du
signal excitateur, au début de chaque alternance. Le temps de sortie des
charges, mesuré expérimentalement, est contrôlé par la transmission de la
barrière tunnel entre la boîte et le réservoir. Nous avons ensuite
construit un dispositif cryogénique original de mesure de bruit haute
fréquence extrêmement sensible et très stable, qui nous a permis de
mesurer le bruit de la source d’électrons uniques. Nos résultats sont en
très bon accord avec deux modèles théoriques que nous avons développés. Le
premier est un modèle de diffusion que nous avons adapté à l’étude de
notre source, permettant l’étude numérique du bruit en fonction d’un grand
nombre de paramètres. Le second est un modèle heuristique simple,
permettant de mieux comprendre les origines physiques du bruit observé.
Nous avons ainsi identifié un régime de bruit de grenaille, lorsque la
charge émise par demi-période est très petite devant 1. À l’inverse,
lorsque la charge émise par demi-période est proche de 1, le modèle
prédit un régime de bruit de phase correspondant à l’incertitude quantique
sur l’instant de sortie des charges. L’accord observé avec les mesures
confirme l’émission de charges uniques par notre source dans certains
régimes. Celle-ci sera ensuite utilisée pour réaliser des expériences
similaires à celles de l’optique quantique avec des électrons uniques.

salle conf IV, 24 rue Lhomond