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| Version 2013-2014 |
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| SDOC0059-1 | Physique mésoscopique, introduction
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| Durée : | 15h Th |
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| Nombre de crédits : |
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| Nom du professeur : | Cyril Petitjean |
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Langue(s) du cours :
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| Langue française |
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Organisation et évaluation :
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| Enseignement au premier quadrimestre, examen en janvier |
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Contenus du cours :
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| Le but de ce cours est d'introduire les principaux concepts de la physique mésoscopique et de la nanoélectronique quantique. Cette branche de la matière condensée est très active depuis une trentaine d'années. En effet les progrès des méthodes lithographiques, réalisés dans les années 1980, ont permis la réalisation de nouvelles structures à faible dimensionnalité, comme un gaz électronique bidimensionnel, un fil quantique unidimensionnel, et même zéro-dimensionnel comme une boîtes quantique. Plus récemment encore l'apparition de nouveaux matériaux, comme le graphène ou les isolants topologiques, a ouvert la voie à l'étude de phénomènes physiques jusque là réservés à la physique des hautes énergies.
Dans ce cours nous porterons un intérêt particulier aux propriétés de transport de ces struc- tures mésoscopiques. A cette échelle, la physique quantique des électrons joue en effet un rôle essentiel, de nouvelles fonctionnalités sont dès lors accessibles. Notons enfin qu'en raison de la constante miniaturisation des circuits électroniques des questions de physique fondamen- tale doivent être résolues. La physique mésoscopique se situe à la frontière de ces diverses problématiques fondamentales et appliquées. |
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Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) du cours :
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| 1. Physique mésoscopique ?
* Motivation générale
* Echelles de longueur pertinente
* Exemples de dispositif
2. Transport quantique
* Transport classique, théorie de Drude
* Localisation faible, effet Ahronov-Bohm
* Approche de Landauer-Büttiker, quantification de la conductance
* Cas multi-cannaux, mesure à quatre terminaux, effet Hall quantique |
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Prérequis et corequis / Modules de cours optionnels recommandés :
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| Il est souhaitable d'avoir des notions de base de mécanique quantique et de physique du solide. |
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Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement :
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Mode d'enseignement (présentiel ; enseignement à distance) :
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| Présentiel. |
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Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours :
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| Une bonne et simple introduction :
* Electronic Transport in Mesoscopic Systems S. Datta, Cambridge Unversity Press, 1995.
Pour les plus curieux et si vous voulez rester dans le domaine voici deux références utiles :
* Physique mésoscopique des électrons et des photons E. Akkermans et G. Montambaux EDP Sciences, 2004 ;Version anglaise : Mesoscopic physics of electrons and photons, E. Akkermans and G. Montambaux, Cambridge University Press, 2007.
* Quantum Transport, Y.V. Nazarov and Y.M. Blanter, Cambridge University Press, 2009. |
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Modalités d'évaluation et critères :
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Stage(s) :
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Remarques organisationnelles :
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Contacts :
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| cyril.petitjean@ulg.ac.be |
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