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Séminaire général

Optique électronique avec des électrons uniques

Gwendal Fève

Le transport électronique dans les conducteurs quantiques balistiques, à basse température, présente de nombreuses analogies avec le transport de photons dans le vide. En appliquant un fort champ magnétique perpendiculaire au plan d’un gaz bidimensionnel d’électrons, la propagation électronique peut être guidée le long des canaux de bord unidimensionnels de l’effet Hall quantique. En utilisant des grilles métalliques déposées en surface du gaz d’électrons, des lames séparatrices accordables peuvent être réalisées permettant la reproduction de dispositifs optiques comme un interféromètre de Mach-Zehnder électronique [1] par exemple. En utilisant un émetteur déclenché permettant l’émission, à la demande, d’un unique électron dans le conducteur, ces analogies peuvent être poussées jusqu’à l’optique quantique, basée sur la manipulation d’une à quelques particules. Toutefois, à la différence de l’optique, les particules sont chargées et se propagent dans la matière condensée où les interactions peuvent jouer un rôle important. Je présenterai la réalisation d’une telle source et sa caractérisation par la mesure de l’intensité électrique moyenne générée [2] et de ses corrélations aux temps courts [3], s’inspirant ainsi des outils développés pour la caractérisation de source de photons uniques. Je présenterai enfin l’étude des fluctuations d’intensité générées par le partitionnement du faisceau électronique sur une lame séparatrice, dans un dispositif Hanbury-Brown et Twiss [4], qui permet le dénombrement des excitations élémentaires émises par la source.

[1] Y. Ji et al., Nature 422, 415 (2003) .
[2] G. Fève et al., Science 316, 1169 (2007).
[3] A. Mahé et al.,Phys. Rev. B 82, 201309(R) (2010)
[4] E. Bocquillon et al., arXiv:1202.6243