Puits quantique 1203640 28220042 2008-04-03T15:07:47Z Badmood 4507 nouveau style de bandeau de portail, voir [[Wikipédia:Prise de décision/Bandeaux de portail]] {{ébauche|physique quantique}} {{Voir homonymes|Puits}} Un '''puits quantique''' est un [[puits de potentiel]] confinant une particule dans deux dimensions de l'espace. Cette particule est en général un porteur de charge dans un solide, tel qu'un [[électron]] ou un [[trou d'électron|trou]]. Le puits quantique s'obtient alors en réduisant la dimension du solide dans une des directions de l'espace (confinement 1D) en dessous d'une valeur proche de la [[Hypothèse_de_De_Broglie|longueur d'onde de Broglie]] de la particule (typiquement quelques dizaines de [[nanomètre|nanomètres]]). Une des conséquences les plus importante du confinement est la discrétisation des énergies possibles pour la particule, donnant lieu à des [[bande d'énergie|bandes d'énergie]]. Des puits quantiques peuvent parfois se former de manière « naturelle » dans certains matériaux artificiels, comme les cristaux inorganiques ou molécules organiques. Cependant, dans la très grande majorité des cas, ils sont obtenus par une structuration volontaire et très précise des matériaux utilisés à l'échelle du nanomètrique. Un confinement 1D peut être obtenu avec un puits quantique, 2D avec un fil quantique, 3D avec une boite quantique. == Fabrication des puits quantiques dans les semiconducteurs == Dans les semiconducteurs, un puits quantique peut s'obtenir par l'empilement successif d'un matériau de petit gap, d'un matériau de grand gap, et d'un matériau de petit gap (généralement identique au premier). Ce type de structure peut être fabriqué par [[épitaxie par jet moléculaire]] ou par [[dépôt chimique en phase vapeur]]. == Energie des niveaux dans la direction confinée == [[Image:NiveauxdEnergiesPuitsQuantique.jpg|thumb|[[Niveau d'énergie|Niveaux d'énergie]] d'un puits quantique de profondeur U<sub>0</sub> et de largeur L]] <math>E_{nz}=-U_0+\frac{1}{2m}\left(\frac{n\pi\hbar}{L}\right)^2</math> où m est la masse effective du porteur, U<sub>0</sub> la profondeur du puits (par rapport à l'origine des potentiel zéro) et L sa largeur. <!-- Fabrication Quantum wells are formed in semiconductors by having a material, like gallium arsenide sandwiched between two layers of a material with a wider bandgap, like aluminium arsenide. These structures can be grown by molecular beam epitaxy or chemical vapor deposition with control of the layer thickness down to monolayers. Applications Because of their quasi-two dimensional nature, electrons in quantum wells have a sharper density of states than bulk materials. As a result quantum wells are in wide use in diode lasers. They are also used to make HEMTs (High Electron Mobility Transistors), which are used in low-noise electronics. Quantum well infrared photodetectors are also based on quantum wells, and are used for infrared imaging. By doping either the well itself, or preferably, the barrier of a quantum well with donor impurities, a two-dimensional electron gas (abbreviated 2DEG) can be formed. This quasi-two dimensional system has interesting properties at low temperature. One such property is the quantum Hall effect, seen at high magnetic fields. Acceptor dopants can lead to a two-dimensional hole gas. --> ==Voir aussi== * [[Puits de potentiel]] * [[Mécanique ondulatoire]] * [[Mécanique quantique]] * [[Physique quantique]] {{Portail|physique|électricité et électronique}} [[Catégorie:Physique quantique]] [[de:Quantentopf]] [[en:Quantum well]] [[es:Pozo cuántico]] [[it:Pozzo quantico]] [[ja:量子井戸]] [[pl:Studnia kwantowa]] [[uk:Квантова яма]]