Résumé :
Ce manuscrit décrit une série d’expériences sondant divers aspects des transferts d’énergie dans les circuits quantiques mésoscopiques semi-conducteurs. Ces transferts correspondent à la perte d’énergie des porteurs de charge vers des degrés de liberté supplémentaires. En régime d’effet Hall quantique, qui apparaît lorsqu’un gaz d’électrons bidimensionnel est immergé dans un fort champ magnétique perpendiculaire, les canaux de bord sont couplés électrostatiquement les uns aux autres, de sorte que les quasi-particules hors d’équilibre doivent progressivement se relaxer vers un état thermalisé impliquant tous les canaux de bord couplés. Dans les boîtes quantiques en régime de blocage de Coulomb, le transport peut se produire dans un système normalement isolant via des processus inélastiques qui affectent fortement la statistique des transferts de charge. Dans l’effet Hall quantique fractionnaire, des modes neutres se propageant en sens inverse peuvent échanger de l’énergie avec des canaux de bord porteurs de charges circulant en aval, avec des charges entières et fractionnaires. Pour sonder ces mécanismes, nous avons réalisé des expériences dans divers matériaux (graphène, hétérostructures II-V, boîtes quantiques MOSFET) en étudiant leurs propriétés de transport telles que la conductance électrique, les fluctuations de courant et le courant thermique quantifié. Dans les systèmes fortement déséquilibrés, nous avons montré que l’énergie peut fuir vers des degrés de liberté supplémentaires qui restent à identifier.
SPEC/GNE