Les formules pour les processus se produisant dans les points quantiques sont dérivées

Le point quantique est un fragment d'un conducteur ou d'un semi-conducteur dont les porteurs de charge (électrons ou trous)

limité en espace sur les troisdes mesures. La taille d’un point quantique doit être suffisamment petite pour que les effets quantiques soient significatifs. Ceci est réalisé si l'énergie cinétique de l'électron est sensiblement supérieure à toutes les autres échelles d'énergie : tout d'abord, supérieure à la température, exprimée en unités d'énergie.

Rui Sakano

Point quantique (jaune) connecté à deuxélectrodes (bleues). Les électrons pénétrant dans le point quantique à partir des électrodes interagissent les uns avec les autres pour former un état quantique hautement corrélé appelé «liquide de Fermi»

Les physiciens japonais ont développé des formules pourpour décrire le phénomène physique se produisant à l'intérieur des points quantiques et d'autres matériaux à l'échelle nanométrique. Ce processus est aussi appelé « effet Kondo » : en 1964, la physicienne théoricienne June Kondo l'a décrit pour certains matériaux magnétiques. On sait désormais que cela se produit dans de nombreux autres systèmes, notamment les points quantiques.

Généralement la résistance électrique des métauxdiminue avec la diminution de la température. Cependant, cela ne fonctionne pas avec les métaux contenant des impuretés magnétiques ; cela ne se produit que jusqu'à une température critique. Au-dessus, la résistance augmente à mesure que la température diminue.

Afin de dériver la formule, les auteursont compilé une description mathématique de l'évolution de ce nuage : ils ont commencé par l'état du système au zéro absolu, auquel est applicable le modèle théorique liquide de Fermi bien établi pour les électrons en interaction. Et dans un deuxième temps, ils ont introduit un amendement décrivant la réponse du système aux perturbations externes.

En conséquence, les formules reflètent le travail des électrons dans de tels systèmes de deux manières différentes.

Les prédictions des formules pourront bientôt être testées expérimentalement. Les recherches pour ce projet viennent de commencer.

Akira Oguridirecteur de recherche à l'Université de la ville d'Osaka de l'Institut de physique théorique et expérimentale

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