Parcours Etranges

Simulation de trajectoires classiques dans un gaz bidimensionnel d’électrons.¹ Le transistor, le plus commun des dispositifs électroniques, contient des structures contraignant le mouvement des électrons, de sorte à qu’ils soient libres de se déplacer sur le plan x-y mais soient totalement confinés dans la direction z, formant un gaz bidimensionnel d’électrons (2DEG). Les détails du mouvement des électrons dans un flux 2DEG étaient inconnus jusque récemment, quand des nouvelles technologies de microscopie ont permis l’observation des chemins. ²

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De manière inattendue, l’observation a montré une structure chaotique au lieu d’un écoulement régulier, avec une ramification des chemins classiques réminiscente de formes naturelles familières. La simulation a montré que ces motifs ne sont pas dûs à des chemins énergetiques préférés inscrits dans le fond, comme pour le chemin d’un fleuve sur une vallée, mais à l’effet chaotique cumulé du déplacement sur des irregularités positives du paysage atomique.

1. Digital Artwork © Eric J. Heller, Resonance Fine Art [↩]
2. M. A.Topinka, B. J. LeRoy, R. M. Westervelt, S. E. J. Shaw, R. Fleischmann, E. J. Heller, K. D. Maranowski, A. C. Gossard, “Coherent Branched Flow in a Two-Dimensional Electron Gas“, Nature, 410, 183 (2001) [↩]