Dispositifs à blocage de Coulomb

Abstract

Ce travail a été consacré à l’étude d’un phénomène physique appelé le blocage de Coulomb ou encore l’électronique à une charge et dans lequel le courant (le nombre d’électrons) peut être contrôlé. L’objectif de cette étude faite ici est d’abord de s’initier à la recherche bibliographique et ensuite de comprendre ce phénomène qui s’observe dans les dispositifs à jonction tunnel. Nous avons pu constater dans le cas d’une structure à double jonction tunnel que, théoriquement et grâce à la caractéristique courant-tension, le phénomène s’observe dans le cadre du transport des électrons par effet tunnel et en se basant sur le concept de la dualité résistance- capacité de la jonction tunnel. En outre il se produit non seulement dans les dispositifs de dimensions nanométriques, mais aussi lorsque les deux jonctions doivent avoir des caractéristiques différentes ; la résistance associée par laquelle le ou les électrons pénètrent doivent être plus perméable par rapport à l’autre. En plus la capacité du condensateur associée à la jonction par laquelle le ou les électrons quittent l’ilot doit être plus élevée. L’étude du comportement des temps de transit des charges par les jonctions tunnel montrent que ces conditions contribuent au stockage plus longtemps d’un nombre désiré d’électrons (un, deux, trois, etc.). Nous avons achevé ce travail par l’introduction d’un exemple pratique ; le SET, et ceci dans le but de montrer un dispositif permettant de réaliser une vanne d’électrons (la source de courant entre source et drain) commandée par l’utilisateur par l’intermédiaire d’une électrode de contrôle (la grille). Ce résultat donne la curiosité qui permet d’entreprendre d’autres travaux plus poussés non seulement dans les boites quantiques métalliques mais aussi dans les boites semi-conductrices et ce dans le but de connaitre par exemple le nombre maximum d’électrons à stocker et la valeur limite du temps de passage en jouant sur les caractéristiques (C et Rt) des jonctions utilisées, et aussi de voir, éventuellement, le comportement de ce phénomène avec la température.