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DCB - 2 Conducteurs Coherents
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    Principe de la manip

    Un QPC - conducteur cohérent (CC) - est placé dans un environnement très résistif (formé par un autre QPC, lui même CC) pour se placer dans le régime non perturbatif en signal de BCD, ce pour des transmissions arbitraires du CC.

    Dans ce régime on attend les particularités suivantes:

    • non proportionalité du bruit avec le signal de BCD (i.e. BCD n'est plus renormalisé par facteur de Fano)
    • les deux CC en série constituent de manière self consistente l'environnement l'un de l'autre
    Contraintes
    1. Il ne faut pas d'effets de cohérence quantique entre les 2 CC (qui viendraient compliquer l'analyse). Pour éviter cela on met un micro-contact ohmique entre les 2 QPC, qui décohère les QP.
    2. Il faut éviter les shunts capacitifs des CC vers le reste du monde, car le cutoff en énergie du DCB est à h/RC: plus RC grand, plus cutoff basse énergie (faut pas < kT, sinon plus d'effet). Cela est d'autant plus important que l'on cherche à atteindre le régime de fort DCB (Renv~Rk). La capacité de l'ilôt où se passe le tunneling doit donc être minimisée.
      Simulations effectuées sous Comsol. Fichiers sur \\bizu\Phynano\Transport Quantique\DCB\capa COMSOL\. Un ilôt de 2 µm de côté couplé à un 1/2 plan conducteur a une capa d'env 1fF. (1/2 espace de GaAs)
    3. Il faut que le CC n°1 ait une faible dépendance en énergie de la transmission, sinon complique l'analyse du DCB. -> forme pointue
    4. Il faut que le CC n°2 ait des plateaux de conductance bien définis sur une large gamme de tension de grille, sinon risque de varier quand on change la transmission du CC n°1. -> forme plutôt carrée
    5. Pour minimiser les risques dûs au mauvais fonctionnement des QPC, on en met 3 en configuration étoile, quand c'est possible (tout en respectant la contrainte de petite taille de l'ilot).
    Design/Composition des échantillons
    1. Vue globale

      ./main.jpg

    2. zoom: ilôt Standard

      ./DCB-std.jpg

    3. zoom: ilôt chemin long

      ./DCB-chemin-long.jpg

    4. zoom: ilôt résistance de Cr en série

      ./DCB-Cr.jpg

    Composition du chip

    ./organisation chip.png

    Etapes de litho
    1. Croix d'alignement (Ti/Au 200nm) [46]
    2. contacts ohmiques (Ni/Ge/Au, ~400 nm) - PE [59], GE [51]
    3. définition du mesa (gravure AlGaAs 80nm) - petite ech [52], GE [43]
    4. grilles échelle fine (Al ~30nm) - PE [49]
    5. pistes de Cr (~10nm) - PE [45]
    6. Grilles échelle grossière et reprise contact / Cr (Ti/Au 100nm) - PE [42], GE [62]
    Différents layers impliqués
    etape nom layer couleur n° layer
    contact ohmique PE Cap Well ocre hachuré 59
    contact ohmique GE metal 2 gris 51
    mesa PE Overglass violet hachuré 52
    mesa GE Active vert 43
    croix alignement Poly rouge 46
    Chrome contact PE N select bord vert point noirs 45
    grilles PE (Cr) metal 1 bleu 49
    grilles GE (TiAu) metal 3 ocre 62
    Contact TiAu entre C-ohm et Cr PE Nwell points noirs / fond blanc 42
    Contours (définition des zones) icon/Outline transparent 0
    Différents gaz utilisés pour le développement
    Nom type densité (cm-2) mobilité (cm2V-1s-1) distance HJ-dopage (nm) distance HJ-surface (nm)
    S818 PQ2d 3.1011 0,765.106 40 105
    P714 HJ vol 4,4.1011 1,4.106 20 73
    05OC07 HJvol / barrier33% 3,7.1011 0,605.106 28 94
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