Effet de l'interaction Coulombienne sur la localisation d'Anderson dans le gaz bidimensionnel d'électrons

Abstract

Nous etudions l'effet des interactions coulombiennes sur la localisation d'Anderson dans le gaz bidimensionnel d'electrons desordonne. L'objectif est de statuer sur la question de l'existence de metaux a deux dimensions. En l'absence d'interaction, la theorie d'echelle de la localisation predit qu'un desordre infinitesimal suffit a localiser la fonction d'onde electronique et donc a rendre le systeme isolant a temperature nulle (Abrahams et al. 1979). Dans certaines limites extremes, les interactions peuvent etre prises en compte et l'on aboutit egalement a un etat isolant. Cependant, aucune theorie analytique ne permet de traiter le regime quantique non-perturbatif ou desordre et interaction sont intermediaires. Experimentalement, il est possible de l'explorer dans des echantillons de haute mobilite et basse densite. Depuis 1994, des comportements metalliques inexpliques y ont ete observes (Kravchenko et al., 1994). Nous avons mis au point une methode numerique permettant d'etudier le probleme couple de la localisation d'Anderson en presence d'interaction, et en particulier de calculer la longueur de localisation du systeme correle a la limite thermodynamique. Cette methode mele Monte Carlo Quantique a temperature nulle et theorie d'echelle pour la conductance de Thouless. Nous trouvons que la theorie d'echelle de la localisation est preservee en presence d'interaction et donc que le gaz bidimensionnel, meme correle, est isolant a temperature nulle. Nos resultats montrent de plus que les interactions delocalisent le gaz bidimensionnel et que cet effet de delocalisation est accru en presence de degenerescence de vallees. Ils nous permettent de proposer un mecanisme simple rendant compte des principales caracteristiques des comportements metalliques observes experimentalement.