laboratoire pierre aigrain
électronique et photonique quantiques
 
laboratoire pierre aigrain
 

Des impuretés Kondo bruyantes


Le 10 mars 2009

L’effet Kondo est un phénomène phare de la physique de la matière condensée comme paradigme de la physique des électrons fortement corrélés. Dans les alliages magnétiques, il se manifeste par la remontée de la résistance à basse température d’un alliage tel que Cu0.998Fe0.002. Le mécanisme de base à l’origine de ce phénomène est le couplage antiferromagnétique d’une impureté magnétique portant un spin avec le spin des électrons de conduction d’un métal dans lequel elle est diluée, comme l’a suggéré Kondo en 1964. Ce couplage est en fait une propriété générique d’un état électronique localisé couplé à un continuum. Il a été observé dans beaucoup de systèmes différents, allant d’un atome adsorbé sur une surface métallique à des boîtes quantiques fabriquées dans des gaz bidimensionnels d’électrons, en passant par les nanotubes de carbone ou certaines molécules. La possibilité de fabriquer des impuretés magnétiques artificielles à l’aide de conducteurs nanoscopiques a ouvert le champ à l’étude de situations inédites et, en particulier, de situations hors équilibre. Le courant moyen passant dans de telles impuretés a été l’objet central des études menées jusqu’à présent. Or, les fluctuations du courant ou bruit sont une sonde particulièrement sensible des effets de corrélations dans le transport électronique. Dans ce travail, l’équipe de physique mésoscopique en collaboration avec celle de théorie du LPA, au département de physique de l’Ecole Normale Supérieure, s’est focalisée sur cette quantité dans des boîtes quantiques formées à partir de nanotubes de carbone mono-paroi. Elle y a mis en évidence une exaltation du bruit qui est en contradiction avec la théorie sans interactions. Cette exaltation est reproduite quantitativement par une théorie en interaction basée sur la technique des bosons esclaves. Un invariant du bruit pour l’effet Kondo a pu être déterminé. Ce dernier devrait être particulièrement utile pour tester la théorie de l’effet Kondo hors équilibre, qui est un des défis les plus importants de la physique de la matière condensée des systèmes fortement corrélés.

Référence : T. Delattre et al. Nature Physics 5, 208 (2009)

News and Views par R. Egger Nature Physics 5, 175 (2009)

Contact : Takis Kontos

Effet Kondo dans un nanotube de carbone