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Ce que je voudrais faire maintenant c'est aborder un autre aspect. Là on vient de voir

qu'on avait un transport balistique et que bien qu'il n'y ait pas de collision on avait

une résistance et qu'elle avait une origine quantique. Ceci est basé sur une description

ondulatoire des électrons.

Maintenant on va voir un autre aspect des ondes, c'est les interférences.

Sur le schéma, le cliché en fait, de microscopie électronique

qui est représenté ici, vous voyez des pistes sur une structure à semiconducteur. La zone

qui est sombre est une piste dans laquelle il y a des électrons. Ces électrons peuvent circuler

et vous voyez au centre une petite ile de sorte que les électrons vont passer

soit à gauche soit à droite. C'est les flèches jaunes qui décrivent le sens du courant.

Lorsque l'on a une situation comme ça, lorsque l'on pense par analogie à un fleuve qui s'écoule

autour d'une ile, eh bien le débit du fleuve est le même en amont et en aval.

Ici, il faut raisonner en termes d'ondes, donc il faut plutôt penser à deux ondes

qui vont être séparées et recombinées. Ça, ça s'appelle un interféromètre.

Et lorsqu'il y a interférence, on peut avoir des interférences constructives ou destructives,

et donc on peut réduire le débit qui est donc l'intensité, par l'effet interférentiel.

Pour faire des interférences, il faut contrôler la phase. Comment peut-on modifier la phase des électrons ?

Eh bien il suffit d'appliquer un champ magnétique perpendiculairement à cette surface.

Pourquoi ? Parce qu'un champ magnétique uniforme correspond à des lignes de champ du potentiel-vecteur A

(B = rotationnel deA)

qui sont représentées sur la figure et vous voyez

que sur la partie haute de la figure le potentiel-vecteur est en sens opposé au courant,

alors qu'il est dans le sens parallèle sur le bas.

Et ça, ça crée une dissymétrie sur la phase.

On peut montrer que les électrons ont une phase qui dépend du potentiel-vecteur,

en fait du produit scalaire.

En modifiant donc ce champ magnétique, on va créer des interférences,

et ces interférences vont moduler l'intensité.

Voici le résultat expérimental, vous avez l'intensité,

en réalité c'est la résistance qui est tracée, mais à tension constante ça revient au même,

et vous voyez qu'il y a des oscillations de l'intensité dans le système

lorsqu'on change le champ magnétique,

c'est-à-dire la différence de phase entre les deux chemins.

Ça s'appelle l'effet Aharonov-Bohm.

Voilà ! Donc en conclusion on a vu que lorsque le système a une taille

qui devient comparable à 100 nanomètres

on passe d'un régime habituel type "boule de billard"

à un régime balistique,

donc, tout système qui sera plus petit que 100 nm

rentrera dans un régime balistique de nature différente.

Il y a à ce moment-là des effets quantiques qui se manifestent

et il peut y avoir des effets interférentiels,

ceci pourvu que la taille du système

soit plus petite que la longueur L phi qui est la longueur de phase,

c'est la longueur sur laquelle la phase de l'électron va rester bien définie.

Qu'est-ce qui pourrait détruire la phase de l'électron ?

Des interactions avec des phonons, ou des interactions avec d'autres électrons.

Les effets interférentiels vont être très marqués

lorsqu'on est à basse température, ils ne le seront pas forcément à plus haute température

parce que il va y avoir des interactions qui vont perturber la phase.

En revanche les effets de quantification de la conductance, c'est vraiment des effets

qu'on retrouve tout le temps, ces effets de régime balistique c'est ce qu'on retrouve

dans un très grand nombre de composants électroniques aujourd'hui

dans lesquels les pistes font de l'ordre de la centaine de nanomètres ou moins.