Thèse soutenue le 14 octobre 2014 pour obtenir le grade de docteur de l'Université de Grenoble - Spécialité : Physique théorique

Résumé :
Grâce aux progrès techniques récents, les sources d'électrons uniques sont passées de la théorie au laboratoire. Des expériences conceptuellement nouvelles où l'on sonde directement la dynamique quantique interne des systèmes sont désormais possibles. Dans cette thèse nous développons les outils analytiques et numériques pour analyser et comprendre ces problèmes. Les simulations requièrent une résolution spatiale appropriée pour les systèmes, et des temps simulés suffisamment longs pour sonder leurs temps caractéristiques. Jusqu'à présent l'approche théorique standard utilisée pour traiter de tels problèmes numériquement -connue sous les dénominations de formalisme Keldysh ou NEGF (Fonctions de Green Hors Equilibre)- n'a pas été très fructueuse, principalement à cause du coût en temps de calcul prohibitif. Nous proposons une reformulation de cette technique sous la forme des fonctions d'onde électroniques du système dans une représentation énergie--temps. Le coût de calcul de notre algorithme numérique est maintenant linéaire avec le temps simulé et le volume du système, rendant possible la simulation de système contenant 10⁵−10⁶ atomes/sites. Nous utilisons cet outil pour proposer de nouveaux effets intrigants ainsi que des expériences. Nous introduisons la modification dynamique du motif d'interférence d'un système quantique. Nous montrons, par exemple, que la montée d'une tension DC V sur un interféromètre électronique produit un régime transitoire où le courant oscille comme cos(eVt/). Nous prévoyons une grande variété d'effets nouveaux lorsque les circuits de nanoélectronique sont sondés très rapidement. Les outils et concepts développés dans cette thèse auront un rôle clé dans l'analyse et les propositions des expériences à venir.

Jury :
Président : M. Christopher Bäuerle
Rapporteur : M. Anton Akhmerov
Rapporteur : M. Christian Glattli
Examinateur : M. Pascal Degiovanni
Examinateur : M. Peter Samuelsson
Directeur de thèse : M. Xavier Waintal

Mots clés :
Transport quantique, Dynamique, Interférence

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