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00:00:00,128 --> 00:00:05,730
Ce que je voudrais faire maintenant c'est
aborder un autre aspect. Là on vient de voir
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00:00:00,444 --> 00:00:10,230
qu'on avait un transport balistique et que
bien qu'il n'y ait pas de collision on avait
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00:00:10,230 --> 00:00:13,426
une résistance et qu'elle avait une origine
quantique. Ceci est basé sur une description
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00:00:13,426 --> 00:00:16,735
ondulatoire des électrons.
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00:00:16,760 --> 00:00:21,523
Maintenant on va voir un autre aspect
des ondes, c'est les interférences.
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00:00:21,548 --> 00:00:25,840
Sur le schéma, le cliché en fait, de microscopie électronique
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00:00:25,840 --> 00:00:30,310
qui est représenté ici, vous voyez des pistes
sur une structure à semiconducteur. La zone
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00:00:30,310 --> 00:00:36,634
qui est sombre est une piste dans laquelle
il y a des électrons. Ces électrons peuvent circuler
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00:00:36,634 --> 00:00:41,347
et vous voyez au centre une petite
ile de sorte que les électrons vont passer
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00:00:41,347 --> 00:00:45,577
soit à gauche soit à droite. C'est les flèches
jaunes qui décrivent le sens du courant.
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00:00:45,577 --> 00:00:51,737
Lorsque l'on a une situation comme ça, lorsque
l'on pense par analogie à un fleuve qui s'écoule
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00:00:51,737 --> 00:00:58,867
autour d'une ile, eh bien le débit du fleuve
est le même en amont et en aval.
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00:00:58,867 --> 00:01:04,947
Ici, il faut raisonner en termes d'ondes,
donc il faut plutôt penser à deux ondes
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00:01:04,947 --> 00:01:09,438
qui vont être séparées et recombinées.
Ça, ça s'appelle un interféromètre.
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00:01:09,438 --> 00:01:14,472
Et lorsqu'il y a interférence, on peut avoir
des interférences constructives ou destructives,
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00:01:14,472 --> 00:01:22,039
et donc on peut réduire le débit qui est
donc l'intensité, par l'effet interférentiel.
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00:01:22,039 --> 00:01:27,079
Pour faire des interférences, il faut contrôler
la phase. Comment peut-on modifier la phase des électrons ?
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00:01:27,079 --> 00:01:33,280
Eh bien il suffit d'appliquer
un champ magnétique perpendiculairement à cette surface.
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00:01:33,280 --> 00:01:38,425
Pourquoi ? Parce qu'un champ magnétique uniforme
correspond à des lignes de champ du potentiel-vecteur A
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00:01:38,425 --> 00:01:40,248
(B = rotationnel deA)
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00:01:40,273 --> 00:01:43,760
qui sont représentées sur la figure et vous voyez
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00:01:43,785 --> 00:01:50,272
que sur la partie haute de la figure le
potentiel-vecteur est en sens opposé au courant,
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00:01:50,272 --> 00:01:53,188
alors qu'il est dans le sens parallèle
sur le bas.
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00:01:53,188 --> 00:01:55,820
Et ça, ça crée une dissymétrie sur la phase.
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00:01:55,845 --> 00:01:59,026
On peut montrer que les électrons ont une
phase qui dépend du potentiel-vecteur,
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00:01:59,026 --> 00:02:02,636
en fait du produit scalaire.
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00:02:02,661 --> 00:02:06,696
En modifiant donc ce champ magnétique, on va créer des interférences,
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00:02:06,696 --> 00:02:09,406
et ces interférences vont moduler l'intensité.
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00:02:09,406 --> 00:02:13,825
Voici le résultat expérimental, vous avez
l'intensité,
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00:02:13,825 --> 00:02:17,872
en réalité c'est la résistance qui est tracée, mais à
tension constante ça revient au même,
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00:02:17,872 --> 00:02:23,027
et vous voyez qu'il y a des oscillations
de l'intensité dans le système
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00:02:23,052 --> 00:02:25,733
lorsqu'on change le champ magnétique,
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00:02:25,733 --> 00:02:28,693
c'est-à-dire la différence de phase entre les deux chemins.
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00:02:28,718 --> 00:02:31,752
Ça s'appelle l'effet Aharonov-Bohm.
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00:02:31,752 --> 00:02:38,052
Voilà ! Donc en conclusion on a vu que lorsque
le système a une taille
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00:02:38,052 --> 00:02:40,346
qui devient comparable à 100 nanomètres
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00:02:40,371 --> 00:02:43,750
on passe d'un régime habituel type "boule de billard"
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00:02:43,775 --> 00:02:45,424
à un régime balistique,
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00:02:45,424 --> 00:02:48,563
donc, tout système qui sera plus petit que 100 nm
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00:02:48,588 --> 00:02:52,354
rentrera dans un régime balistique de nature différente.
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00:02:52,379 --> 00:02:54,052
Il y a à ce moment-là des effets quantiques qui se manifestent
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00:02:54,052 --> 00:02:57,231
et il peut y avoir des effets interférentiels,
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00:02:57,256 --> 00:03:00,367
ceci pourvu que la taille du système
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00:03:00,392 --> 00:03:03,982
soit plus petite que la longueur L phi qui est la longueur de phase,
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00:03:03,982 --> 00:03:08,192
c'est la longueur sur laquelle la phase
de l'électron va rester bien définie.
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00:03:08,192 --> 00:03:10,428
Qu'est-ce qui pourrait détruire la phase de l'électron ?
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00:03:10,453 --> 00:03:14,204
Des interactions avec des phonons, ou des
interactions avec d'autres électrons.
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00:03:14,204 --> 00:03:17,822
Les effets interférentiels vont être très marqués
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00:03:17,822 --> 00:03:21,218
lorsqu'on est à basse température, ils ne le seront pas forcément
à plus haute température
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00:03:21,218 --> 00:03:25,393
parce que il va y avoir des interactions qui vont perturber
la phase.
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00:03:25,393 --> 00:03:29,813
En revanche les effets de quantification de
la conductance, c'est vraiment des effets
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00:03:29,813 --> 00:03:34,503
qu'on retrouve tout le temps, ces effets de
régime balistique c'est ce qu'on retrouve
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00:03:34,503 --> 00:03:37,984
dans un très grand nombre de composants électroniques aujourd'hui
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00:03:38,009 --> 00:03:42,522
dans lesquels les pistes font de l'ordre
de la centaine de nanomètres ou moins.
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