Hétérostructures bi- et tridimensionnelles
Composants à hétérostructures : applications en nanoélectronique et nanophotonique

4.1 Composants balistiques : les guides d’ondes électroniques

Avant d’envisager réellement l’empilement contrôlé de semi-conducteurs dans plusieurs directions de l’espace, difficile à maîtriser d’un point de vue fabrication, les recherches se sont orientées vers une approche hybride mêlant confinement cristallin et confinement électrostatique. La plupart des approches se basent sur les hétérostructures III-V à très haute mobilité, afin qu’il soit envisageable d’obtenir un transport balistique sur plusieurs dizaines de micromètres à basse température. Associé au dépôt de grilles Schottky en surface selon une géométrie donnée, il est alors possible de façonner « le potentiel » vu par les électrons dans le plan perpendiculaire à l’interface de l’hétérostructure. Les figures 5 a et 5 b illustrent un tel exemple avec le tracé du potentiel électrostatique dans le plan du gaz bidimensionnel de l’hétérostructure. On réalise alors localement une constriction du gaz bidimensionnel et, dans cette zone de l’espace, l’électron ne possède plus qu’un degré de liberté dans son déplacement. À très basse température, si l’on suppose cette zone entourée de réservoirs électroniques faiblement désalignés, alors la conductance est égale au nombre de niveaux quantiques apparaissant dans la constriction multiplié par le quantum de conductance :