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Raphaël Van Roermund

Étude théorique du transport hors d'équilibre dans les boîtes quantiques Kondo

Publié le 20 octobre 2010

Thèse soutenue le 20 octobre 2010 pour obtenir le grade de docteur de l'Université de Grenoble - Spécialité : Physique

Résumé :
En l'absence de méthodes théoriques exactes, beaucoup de questions liées au modèle d'Anderson hors d'équilibre n'ont pas encore trouvé de solution, engendrant une intense activité de recherche. Dans cette thèse, je discute le transport à travers des boîtes quantiques placées dans le régime Kondo au moyen d'une méthode d'équations du mouvement développée afin de tenir compte des effets de non-équilibre, et en particulier de la décohérence des processus virtuels de spin-flip impliqués dans l'effet de Kondo. Je compare mes résultats aux approximations précédentes, et montre les améliorations apportées par le nouveau schéma de découplage, qui résout les pathologies au point de symétrie particule-trou et permet la description du système dans une vaste gamme de paramètres. Je dérive un taux de décohérence pour les excitations, et montre son implication dans le passage du régime de couplage fort à celui de couplage faible sous l'effet d'une différence de potentiel, de la température ou d'un champ magnétique. À la lumière de ce résultat, j'étudie l'applicabilité des équations du mouvement hors d'équilibre. Je discute ensuite l'évolution d'observables hors d'équilibre ; la conductance différentielle présente un pic centré autour d'une différence de potentiel nulle et atteignant une valeur maximale G = 2e2/h. Son comportement à basse énergie se révèle universel lorsque la différence de potentiel est normalisée par la température Kondo. Je montre finalement qu'un champ magnétique divise le pic dans la conductance différentielle. La distance exacte entre les deux sommets est discutée à la lumière d'expériences récentes, pour lesquelles je donne une explication phénoménologique, et je propose un nouveau schéma expérimental pour vérifier mes hypothèses.

Jury :
Président : Pr Frank Hekking
Rapporteur : Pr Hans Kroha
Rapporteur : Dr Christophe Mor
Examinateur : Pr Mihail Kiselev
Directrice de thèse : Dr Mireille Lavagna

Mots clés :
boîtes quantiques, transport hors d'équilibre, effet Kondo, décohérence quantique

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