Coupling between two mesoscopic systems towards the measurement of noise - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2007

Coupling between two mesoscopic systems towards the measurement of noise

Interaction entre deux circuits mesoscopiques pour la mesure du bruit

Résumé

The central topic of this thesis is the physics of noise: the Fourier transform of the current-current correlation function in time. We examine situations where the noise generated by a given mesoscopic circuit affects the behavior of another mesoscopic circuit. In the first part of this study, the noise source is unknown, and the mesoscopic circuit which is capacitively coupled to it acts as a detector of high frequency noise. In our case, the detector consists of a normal metal-superconductor junction where electron transport occurs via quasiparticle tunneling, or more interestingly, via Andreev reflection processes. The theory of dynamical Coulomb blockade is employed in order to compute the dc current which flows into the
detector circuit, providing information on high frequency noise. In the second part of this thesis, the noise source is known: it consists of a Hall bar with a quantum point contact, for which anomalous current voltage and noise characteristics are established when the Hall bar is placed in the fractional quantum Hall regime. A quantum dot connected to leads, which is placed next to this point contact, acquires a finite linewidth when the current fluctuates, and acts as a detector of charge noise. We compute the dephasing rate in the weak and strong backscattering regime, describing both case of unscreened and screened Coulomb interaction between
the Hall bar and the quantum dot.
Le point central de cette thèse est la physique du bruit: la transformée de Fourier de la function de correlation temporelle courant-courant. Nous examinons des situations dans lesquelles le bruit généré par un circuit mésoscopique donné affecte le comportement d'un autre circuit mésoscopique. Dans une première partie, la source de bruit est inconnue, et le circuit mésoscopique qui lui est couplé de manière capacitive se comporte comme un détecteur de bruit à haute fréquence. Dans notre cas, le détecteur est constitué d'une jonction métal normal-supraconducteur, où le transport électronique est du au transfert de
quasiparticules, ou, de manière plus intéressante, est du à la réflexion d'Andreev. La théorie du blocage de Coulomb dynamique est utilisée pour calculer le courant continu qui passe dans le circuit de détection, procurant ainsi une information sur le bruit à haute fréquence. Dans la deuxième partie de cette thèse, la source de bruit est connue : elle provient d'une barre de Hall avec un contact ponctuel, dont les caractéristiques de courant-tension et de bruit sont bien établies dans le régime de l'effet Hall
quantique fractionnaire. Un point quantique connecté à des bornes source et drain, qui est placé au voisinage du
contact ponctuel, acquière une largeur de raie finie lorsque le courant fluctue, et se comporte comme un
détecteur de bruit de charge. Nous calculons le taux de déphasage du point quantique dans le régime de
faible et de fort rétrodiffusion, tout en décrivant l'effet de l'écrantage faible ou fort de l'interaction
Coulombienne entre la barre de Hall et le point quantique.
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Dates et versions

tel-00175563 , version 1 (28-09-2007)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00175563 , version 1

Citer

Thi Kim Thanh Nguyen. Coupling between two mesoscopic systems towards the measurement of noise. Condensed Matter [cond-mat]. Université de la Méditerranée - Aix-Marseille II, 2007. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00175563⟩
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