Dans ce cours, nous introduirons les concepts fondamentaux du monde quantique, une connaissance essentielle pour comprendre le fonctionnement des technologies quantiques. Ce cours aborde le formalisme de la mécanique quantique pour décrire des systèmes quantiques individuels au centre des applications de la deuxième révolution quantique. Puis, nous verrons les composants électroniques et optoélectroniques modernes. L'étudiant devra maîtriser ces notions afin de relier les spécificités des diodes, transistors et lasers aux propriétés quantiques et statistiques des matériaux semi-conducteurs.
Nous commencerons par une description simple de l'objet quantique élémentaire, permettant à l'étudiant d'expliquer les caractéristiques contre-intuitives du comportement quantique. Ils apprendront les lois d'évolution déterministes de la mécanique quantique, et comprendront que c'est seulement l'observation par un expérimentateur macroscopique qui introduit un caractère probabiliste à l'analyse.
Ensuite, nous étudierons comment ces concepts quantiques se manifestent dans les matériaux semi-conducteurs et influencent les propriétés des composants électroniques. L'étudiant verra la nécessité d'aborder ces problèmes technologiques par l'intermédiaire de modèles physiques, qu'il saura vérifier expérimentalement.
Plan du cours:
Introduction à la physique quantique, première et seconde révolution quantique
Systèmes quantiques et espace de Hilbert
Opérateurs, mesures et dynamique
(TD) Qubits
(TD) Molécule d'ammoniac
Intrication quantique
(TD) Variable continue (electron non-relativiste)
(TD) Puit simple, et effet tunnel
Matière condensée, semiconducteur
Semiconducteur intrinsèque et extrinsèque
Jonction PN
Composants optoelectroniques
Examen écrit