Experiments on the thermoelectric properties of quantum dots

Les boîtes quantiques (BQ) sont de bons systèmes pour mener des études fondamentales sur les phénomènes mésoscopiques de transport thermoélectrique, du fait de leurs petites tailles, de leurs propriétés réglables électrostatiquement et de leurs réponses thermoélectriques, qui sont très sensibles à de petits gradients thermiques. Nous passons en revue ici des études expérimentales des propriétés thermoélectriques de BQ individuelles crées dans des gaz d'électrons bidimensionnels, des nanotubes de carbone mono-feuillet et des nanofils semi-conducteurs. Une condition cruciale pour de telles expériences est de disposer de méthodes pour imposer des gradients thermiques aux échelles nanométriques. Nous rappelons brièvement les techniques principales utilisées dans ce but - chauffage Joule des contacts de la boîte, chauffage sur les côtés et par le dessus -, et nous en discutons les avantages respectifs. La réponse thermoélectrique d'une BQ en fonction d'un potentiel de grille présente des oscillations de période identique à celle observée pour les pics de conductance. Une grande part de la litterature insiste sur l'accord entre l'expérience et la théorie, notamment en ce qui concerne l'amplitude et la largeur des pics du thermovoltage Vth. Une observation générale est que l'approximation largement utilisée de l'effet tunnel à un électron décrit avec un succès limité la mesure de Vth. Les calculs à la Landauer s'avèrent souvent mieux décrire les mesures, en dépit des grandes interactions électron-électron à l'œuvre dans ces BQ. Plus récemment, les effets thermoélectriques non linéaires ont attiré l'attention, et nous présentons un bref résumé des expériences menées à bien à ce jour. Nous concluons par une discussion des questions ouvertes et des perspectives pour des travaux futurs, incluant les rôle des asymétries dans les couplages à effet tunnel et capacitifs pour le comportement thermoélectrique des BQ.