Abdel Rahman A. KAZOUN

Cette thèse est consacrée  à l’étude des effets de localisation faible bidimensionnelle, et la transition 2D à 3D des propriétés électroniques de systèmes multicouches.

Pour disposer de couches métalliques très minces, désordonnées et bien séparées, des multicouches métal/silicium (métal = Au, alliage Au-Si, Cu, Fe) ont été élaborées par évaporation sous ultra-vide et dépôt périodique des constituants sur des substrats à température de l’azote liquide.

Une nette structure multicouche a été mise en évidence par différentes techniques. Les couches individuelles de silicium et d’alliage métallique Au-Si sont amorphes dans tout le domaine d’épaisseurs étudié. Les couches de métal pur (or, cuivre, fer) sont amorphes et continues dans la gamme d’épaisseur 7-20 A. Dans cet intervalle, l’épaisseur des couches métalliques a peu d’influence sur les effets d’interférences quantiques.

Les multicouches métal/silicium ont un comportement bidimensionnel lorsque l’épaisseur des couches de silicium, eSi, est supérieure à environ 40 A, et tridimensionnel lorsque eSi est de l’ordre de 20 A, bien que la modulation de structure demeure. La transition 2D à 3D  observée en diminuant eSi, semble découler de l’interaction entre couches métalliques séparées par un élément semi-conducteur.

Pour eSi ≥ 40 A, le transport électronique bidimensionnel est dominé, à très basse température (T ≤ 5 K), par les interactions électron-électron, et à plus haute température, par les interactions électron-électron et la localisation faible. La cohérence et la complémentarité des résultats de conductivité électrique et de magnétorésistance ont permis de déterminer expérimentalement les temps caractéristiques de diffusion dans les différents systèmes. Il semble enfin que la concentration électronique ait peu d’influence sur les propriétés de transport.