Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
La conduction dans les solides métaux et semi-conducteurs impacte une très large gamme d'applications en microélectronique, thermométrie et métallurgie. Des mécanismes d'origine microscopique ou macroscopique sont responsables du transport électrique dans ces solides et des propriétés physiques associées. La compréhension de ces phénomènes, notamment par approche statistique, est indispensable à l’optimisation de l'utilisation de ces matériaux à toutes températures, jusqu’à des conditions extrêmes. Cet article porte sur l’étude du comportement d'un ensemble de particules chargées mises hors de leur position d'équilibre par l'application d'un champ électrique extérieur. Leur comportement sous l'influence d'un champ magnétique ou d'un gradient de température est également observé.
Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.
Lire l’articleABSTRACT
Conduction in solid metals and semiconductors impacts a very wide range of applications in microelectronics, metallurgy and thermometry. Microscopic or macroscopic mechanisms are responsible for the electrical transport in these solids and the associated physical properties. The understanding of these phenomena, notably through a statistical approach, is essential to the optimization of the use of such materials at all temperatures, up to extreme conditions. This article focuses on the study of the behavior of a set of charged particles removed from their equilibrium position by the application of an external electric field. Their behavior under the influence of a magnetic field or a temperature gradient is also observed.
Auteur(s)
-
Olivier BOURGEOIS : Docteur en Physique de la matière condensée - Chercheur au Centre national de la recherche scientifique (CNRS)
-
Hervé Guillou : Docteur en Physique de la matière condensée - Maître de conférences à l'université Joseph Fourier à Grenoble - Chercheur au LIMMS/CNRS-IIS
INTRODUCTION
La conduction dans les solides (métaux, semi-conducteurs) touche une très large gamme d'applications en microélectronique, en thermométrie, ou encore en métallurgie. La compréhension des mécanismes (d'origine microscopique ou macroscopique) responsables du transport électrique dans ces solides et des propriétés physiques associées est un prérequis indispensable pour optimiser l'utilisation de ces matériaux à toutes températures.
Nous allons donc étudier le comportement d'un ensemble de particules chargées mises hors de leur position d'équilibre par l'application d'un champ électrique extérieur. Nous étudions également l'influence d'un champ magnétique ou d'un gradient de température sur leur comportement.
Après avoir introduit et donner les théories élémentaires dans un premier dossier [D 2 601], nous abordons ici les aspects les plus modernes des propriétés de transport des électrons de manière statistique.
L'expertise technique et scientifique de référence
DOI (Digital Object Identifier)
Cet article fait partie de l’offre
Conversion de l'énergie électrique
(269 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Présentation
Propriétés physiques des électrons de conduction
En anglais
1. Transport électrique dans les solides
Il s'agit dans ce paragraphe 1 de donner les grands axes de calculs qui permettent de modéliser le transport électronique dans les conditions les plus générales et de calculer par une approche semi-classique l'expression de la conduction électrique. Le cas de solides spécifiques comme les métaux, les semi-conducteurs, ou encore les matériaux amorphes ou les supraconducteurs est étudié plus en détails.
1.1 Approche statistique
Lorsqu'un solide est isolé, c'est-à-dire qu'il n'est pas soumis à un champ électrique extérieur, le mouvement des électrons n'est provoqué que par l'agitation thermique. Par conséquent, la vitesse moyenne des électrons est nulle ; il n'y a donc pas de transport électronique, ni de conduction électrique. On peut alors dire que le gaz d'électrons est à l'équilibre thermodynamique. En revanche, lorsqu'une tension est appliquée entre deux points, une force extérieure est présente au travers de la différence de potentiel électrique qui déséquilibre ce même gaz d'électrons et le pousse en dehors de l'équilibre.
La particularité de l'approche choisie consiste à prendre en compte les collisions et les chocs dans les solides. Dans le précédent dossier [D 2 601], une équation du mouvement semi-classique des électrons qui tient compte du caractère quantique des particules et de la périodicité du réseau cristallin a été établie. En revanche, l'existence d'un processus limitant la vitesse des électrons y est supposée. Nous allons ici décrire ces processus et justifier pourquoi l'hypothèse du temps de relaxation est justifiée. La conduction électrique va être traitée de façon statistique comme un flux de particules semi-classiques (paquet d'ondes) dans l'espace des phases (
...
L'expertise technique et scientifique de référence
Cet article fait partie de l’offre
Conversion de l'énergie électrique
(269 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Transport électrique dans les solides
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - KITTEL (C.) - Introduction à la physique du solide. - Dunod (1958).
-
(2) - ASHCROFT (N.), MERMIN (D.) - Physique des solides. - EDP Sciences (2000).
-
(3) - LEVY (L.) - Magnétisme et Supraconductivité. - EDP Sciences (1997).
-
(4) - MOTT (N.), JONES (H.) - The theory of the properties of metals and alloys. - Dover (1958).
-
(5) - ABRIKOSOV (A.) - Fundamentals of the theory of metals. - North Holland (1988).
-
(6) - IMRY (Y.) - Introduction to mesoscopic physics. - Oxfort University Press (2002).
-
(7) - GANG (C.) - Nanoscale energy transport...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Conduction électrique dans les solides. Introduction et théories élémentaires.
ANNEXES
Société Française de Physique http://www.sfpnet.fr
European Physical Society http://www.eps.org
HAUT DE PAGE2.1 Laboratoires – Bureaux d'études – Centres de recherche (liste non exhaustive)
Commissariat à l'Énergie Atomique CEA http://www.cea.fr
Institut de Physique CNRS (liste des laboratoires) http://www.cnrs.fr/inp
HAUT DE PAGE
L'expertise technique et scientifique de référence
Cet article fait partie de l’offre
Conversion de l'énergie électrique
(269 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
