Interactions électron-électron dans les fils mésoscopiques

Dans les couches minces metalliques, l'ecrantage des interactions Coulombiennes entre electrons est moins efficace que dans les metaux massifs, en raison des chocs elastiques que subissent les electrons sur les parois, les defauts du reseau cristallin et les impuretes. Aux temperatures inferieures au Kelvin, il est predit que ces interactions electron-electron sont a l'origine de la plupart des collisions inelastiques subies par les electrons, et determinent donc les echanges d'energie et l'extension de la coherence de phase. Nous presentons dans cette these trois experiences qui sondent les interactions inelastiques subies par les electrons dans les metaux diffusifs a basse temperature, afin d'en elucider le mecanisme. Dans la premiere partie, nous presentons une serie de mesures de la fonction de distribution en energie des electrons dans des fils mesoscopiques d'argent, de cuivre et d'or places dans un regime stationnaire hors-equilibre. Ces experiences permettent d'acceder au taux d'echange d'energie entre electrons. Ces resultats sont compares dans la deuxieme partie avec la dependance en temperature du temps de coherence de phase des electrons tf, que l'on deduit de la mesure de la magnetoresistance de longs fils. La coherence de phase des electrons depend du taux total de collisions inelastiques, independamment de l'energie echangee. Nous discutons divers mecanismes d'interaction pour rendre compte a la fois des mesures des taux d'echange d'energie et du temps de coherence de phase, et les comparons quantitativement aux resultats experimentaux. La troisieme partie est consacree a la mesure de la conductance d'une longue jonction tunnel entre un fil d'aluminium et un plan de masse. La diminution de cette conductance a tension nulle est un effet attendu des interactions electron-electron. Pour comparer mesures et predictions theoriques, nous avons reformule les predictions du calcul microscopique des interactions entre electrons en terme d'impedance electromagnetique, dans un langage similaire a celui utilise pour la theorie phenomenologique du blocage de Coulomb.