Références sur la réalisation expérimentale d’un modèle quantique à puits infini unidimensionnel

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Références sur la réalisation expérimentale d’un modèle quantique à puits infini unidimensionnel


Quelqu’un peut-il m’indiquer des exemples ou des références de réalisation expérimentale du modèle quantique à puits infini unidimensionnel ?

[EDIT] La motivation de cette question est la curiosité – bien que je ne sois pas novice sur les sujets de la théorie quantique (QT). À ma connaissance, je n’ai vu nulle part la réalisation expérimentale de ce modèle largement discuté. La correspondance classique est la simple boîte avec deux parois élastiques aux extrémités. Cependant, je ne pense pas que la réalisation expérimentale de ce système, au niveau quantique, devrait être triviale, car toute expérience sur une seule particule quantique serait très utile pour étudier les fondements du QT. Je suis donc simplement curieux de savoir si certaines personnes ont déjà étudié ce modèle expérimentalement ou non. J’espère que cela aiderait à expliquer ma question.

Réponses


 Emilio Pisanty

Il est en effet possible de réaliser des réalisations expérimentales très proches du puits quantique infini idéal. La façon la plus propre de le faire est d’utiliser ce que l’on appelle des nanostructures / hétérostructures dans les joints semi-conducteurs, ainsi que des points quantiques et des fils quantiques.

Les nanostructures semi-conductrices fonctionnent en confinant des électrons à l’interface entre des couches composées de différents semi-conducteurs. À l’interface entre elles, l’interaction entre les différentes surfaces de Fermi peut provoquer une forte pointe vers le bas du potentiel chimique. Cela crée un puits quantique net dans le

z

direction dans laquelle les électrons peuvent s’accumuler, et si vous refroidissez le matériau à des températures d’hélium liquide, ils se rassembleront à l’état fondamental du puits. Cela «gèle» efficacement le mouvement dans cette direction, et le résultat est connu comme un gaz d’électrons bidimensionnel. (La page Wikipedia contient également de belles explications.)

entrez la description de l'image ici

Un bon examen de cette technologie est

Le rôle de la technologie surface-grille pour les nanostructures AlGaAs / GaAs. RP Taylor. Nanotechnologie 5 no. 4, 183 (1994) .

Le mouvement de ce gaz d’électrons dans le

X , y

le plan est ensuite contrôlé par des électrodes sur la surface de l’appareil. En utilisant des électrodes en forme de boîte, vous pouvez obtenir le gaz d’électrons confiné pour reproduire au moins les premiers états de la particule dans une boîte.

Emission optique et diffusion Raman dans les fils et points quantiques gaAs-AlGaAs dopés par modulation. PD Wang et al. Super-réseaux et microstructures 15 no. 1, 23 (1994).

Quelques autres références qui semblent bonnes pour cela sont

Sonder de nombreux effets corporels dans les nanostructures semi-conductrices . Ron M. Potok, thèse de doctorat. Université Harvard, 2006.

et le chapitre sur les nanostructures

Introduction à la physique du solide . Charles Kittel, Wiley, 2005; arche: / 13960 / t4vh6vm9v .

Cela dit, il est difficile d’aller au-delà des premiers niveaux de la particule dans une boîte, et il n’y a aucune raison réelle de s’efforcer d’obtenir cela. Au lieu de cela, les gaz d’électrons bidimensionnels offrent un laboratoire étonnant pour étudier un large éventail de phénomènes codés par des équations de Schrödinger à une seule particule en deux dimensions. Pour une belle revue des travaux plus récents, y compris les orbites de cyclotron et l’interférométrie Aharonov-Bohm, voir

Approche temporelle du transport et de la diffusion en physique atomique et mésoscopique. Tobias Kramer. AIP Conf. Proc. 1334 , 142 (2011) , dans XL Latin American School of Physics, Mexico, 26 juillet-6 août 2010.

 

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