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Laboratoire Pierre Aigrain

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Séminaire du 03/11/2008

Relaxation en énergie dans le régime de l’effet Hall quantique

F. Pierre, Laboratoire de Photonique et de Nanostructures (LPN)

En régime d’effet Hall quantique les charges se propagent sans être rétro-diffusées le long de canaux de bord agissant comme des guides d’ondes électroniques. Ce faisceau d’électrons peut être séparé en deux au moyen d’une petite constriction, appelée contact ponctuel quantique (CPQ), qui constitue l’analogue de la lame séparatrice. On peut ainsi imaginer réaliser de nouveaux dispositifs électroniques interférentiels sur la base de dispositifs optiques existants. Un exemple récent est l’analogue électronique de l’interféromètre Mach-Zehnder (IMZ) [Ji et al., Nature 422, 415 (2003)]. Pourtant les mécanismes de décohérence limitant les interférences quantiques dans ce régime sont à ce jour très mal connus. Des expériences utilisant l’IMZ ont mis en avant un déphasage par le bruit basse fréquence des canaux de bord adjacents [Roulleau et al., PRL 100, 126802 (2008)]. Lors de cet exposé je vais vous présenter une expérience complémentaire permettant de sonder les mécanismes inélastiques à travers la relaxation en énergie dans un canal de bord. L’expérience a été réalisée au facteur de remplissage 2. Une situations hors d’équilibre caractérisée par une fonction de distribution en énergie f(E) en forme de double marche est générée dans un des deux canaux de bord au moyen d’un CPQ polarisé en tension. La fonction f(E) dans le canal de bord externe est mesurée un peu plus loin au moyen d’une boite quantique (BQ) agissant comme un filtre à énergie. En changeant in-situ la distance entre CPQ et BQ nous avons pu passer d’un régime bien décrit par un modèle d’électrons indépendants, validant ainsi le principe de l’expérience de manière self-consistante, à un régime d’électrons chauds. En créant une distribution en énergie hors équilibre dans le canal interne et en mesurant la distribution en énergie dans le canal externe nous avons pu mettre en évidence un transfert d’énergie d’un canal de bord vers l’autre. L’importance du taux de relaxation en énergie observé pose la question de la bonne description des excitations électroniques par des quasiparticules localisées sur un unique canal de bord en régime Hall quantique entier.