Transport quantique dans les hétérostructures à base de semi-conducteurs

Abstract

Cette thèse est consacrée à l’étude du transport quantique dans les hétérostructures à base de semi-conducteurs et principalement dans les superréseaux. La dépendance linéaire des pouvoirs thermoélectriques et conductivités thermiques (en absence de champ magnétique et aux très basses températures) avec la température est bien justifiée dans l’approximation de Sommerfeld. De même, une estimation des coefficients de transport est aussi donnée pour les hétérostructures (GaAS-GaALAs) qui peuvent être approchées par un puits quantique fini ou infini et pour des collisions des électrons avec des impuretés delta dans le puits. Dans ces calculs où les temps de relaxation dus aux collisions élastiques des électrons sur des impuretés (supposées aléatoires et fixes) sont calculés dans l’approximation de Bern, les coefficients de transport sont évalués à partir des équations phénoménologiques de transport qui donnent pour les courants électriques et thermiques des expressions simples en fonction du tenseur conductivité électrique. Les fonctions d’onde analytique et normées dans une période du superréseau ont été utilisées pour l’évaluation de ce tenseur, dans le cadre de la théorie de la réponse linéaire, pour des champs électriques faibles. Les calculs e l’énergie de liaison d’un électron dans la bande de conduction d’un superrésaeu (GaAs-GaAIAs) à une impureté hydrogénoïde avec ou sans effets polaroniques, sont nouveaux et reproduisent les différents termes des expressions de la littérature ou les structures (GaAs-GaAIAs) a un puits quantique fini ou infini sont considérées. Les phonons optiques longitudinaux confines ou volumiques sont considérés dans les calculs des effets polaroniques sur l’énergie de liaison. La technique variationnelle de Lee Low-Pines est adoptée dans ces calculs. Nos calculs sont délimités par l’approximation de la masse effective, le potentiel de type Kronig-Penney dans la direction de dépôt des couches, la constante diélectrique qui est prise la même partout et le choix de la fonction d’onde d’essai de forme non séparable.