Super-réseau d'antipoints de Dirac pour les électrons dans les semiconducteurs III-V – Dirac-III-V

Le projet vise à étudier des électrons confinés dans des réseaux quasi bidimensionnels en nids d'abeilles qui seront conçus pour générer des structures de bande complexes, incluant des cônes de Dirac et des bandes plates non triviales. Les super-réseaux, qui peuvent être vus comme du graphène artificiel, seront obtenus en transformant des gaz d'électrons confinés dans des hétérostructures III-V en réseaux triangulaires d'antidots aux limites du confinement quantique. Guidés par des calculs atomistiques en liaisons fortes, des modulations périodiques de potentiel seront induites dans des couches épitaxiées InGaAs/InP ou InGaAs/AlInAs par des grilles métalliques latérales ou par des inclusions de matériaux formant des barrières de potentiel. Les motifs seront définis par lithographie électronique ou par lithographie à co-polymères à bloc poussées à leurs limites pour atteindre des périodicités entre 45 et 10 nm, permettant d'obtenir des cônes de Dirac s'étendant jusqu'à des dizaines de meV. Motivés pour découvrir de nouveaux états quantiques qui peuvent être manipulés dans des composants électroniques, des mesures à l'état de l'art de transport électronique à basse température et de spectroscopie champ proche seront mises en oeuvre pour révéler les fermions de Dirac et les bandes plates non triviales prédites dans ces systèmes. Des expériences de magnéto-transport permettront d'étudier l'évolution complexe des bandes d'énergie quand la longueur magnétique devient comparable à la période du réseau.