CONTRIBUTION A L'ETUDE DE LA DYNAMIQUE DES VORTEX DANS LES SUPRADONCUTEURS A HAUTE TEMPERATURE CRITIQUE. ANALYSE DES REGIMES DE DISSIPATION PLASTIQUE PAR MESURES DE TRANSPORT ELECTRIQUE PDF Download
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CE TRAVAIL EST UNE CONTRIBUTION A L'ETUDE DU COMPORTEMENT DES VORTEX DANS LES SUPRACONDUCTEURS A HAUTE TEMPERATURE CRITIQUE DANS L'ETAT MIXTE. DANS LE REGIME DES TEMPERATURES INTERMEDIAIRES, LE RESEAU DE VORTEX EST SUJET A DE DEFORMATIONS PLASTIQUES QUI ENGENDRENT LA DISSIPATION PAR DEPLACEMENT DES LIGNES DE FLUX. CES REGIMES DE DISSIPATION ONT ETE ETUDIES PAR MESURES DE TRANSPORT ELECTRIQUE SUR DES ECHANTILLONS DE YBA#2CU#3O#7#-# ET DE BI#2SR#2CACU#2O#8. L'ENSEMBLE DES RESULTATS EST ANALYSE DANS LE CADRE DE LA DEFORMATION DES LIGNES DE FLUX EN FONCTION DE L'ANISOTROPIE ELECTRONIQUE DU MATERIAU ET DE LA PRESENCE EVENTUELLE DE CENTRES D'ANCRAGE ETENDUS. LA DESCRIPTION DES COMPORTEMENTS REPOSE SUR L'EXISTENCE DE DEUX LONGUEURS CARACTERISTIQUES DES DEFORMATIONS LONGITUDINALES ET TRANSVERSALES DANS LE RESEAU DE VORTEX. CETTE ANALYSE TRIDIMENSIONNELLE DECRIT, DANS UN CADRE UNIQUE, L'INFLUENCE PREPONDERANTE DE L'ANISOTROPIE ELECTRONIQUE DANS LES PROCESSUS DE DISSIPATION PLASTIQUE. L'EFFET DES PLANS DE MACLE ET DE DEFAUTS COLONNAIRES SE TRADUIT ALORS PAR UNE CORRECTION DES DEPENDANCES EN CHAMP MAGNETIQUE DES ENERGIES D'ACTIVATION. DANS CE CADRE, LES DEFAUTS COLONNAIRES COMPORTENT UN TERME D'ANCRAGE DE CUR DES LIGNES DE FLUX, CONTRAIREMENT AU CAS DES DEFAUTS PLANS QUI CONDUISENT A UN ANCRAGE MAGNETIQUE PAR EFFET D'IMAGE.
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CE TRAVAIL EST UNE CONTRIBUTION A L'ETUDE DU COMPORTEMENT DES VORTEX DANS LES SUPRACONDUCTEURS A HAUTE TEMPERATURE CRITIQUE DANS L'ETAT MIXTE. DANS LE REGIME DES TEMPERATURES INTERMEDIAIRES, LE RESEAU DE VORTEX EST SUJET A DE DEFORMATIONS PLASTIQUES QUI ENGENDRENT LA DISSIPATION PAR DEPLACEMENT DES LIGNES DE FLUX. CES REGIMES DE DISSIPATION ONT ETE ETUDIES PAR MESURES DE TRANSPORT ELECTRIQUE SUR DES ECHANTILLONS DE YBA#2CU#3O#7#-# ET DE BI#2SR#2CACU#2O#8. L'ENSEMBLE DES RESULTATS EST ANALYSE DANS LE CADRE DE LA DEFORMATION DES LIGNES DE FLUX EN FONCTION DE L'ANISOTROPIE ELECTRONIQUE DU MATERIAU ET DE LA PRESENCE EVENTUELLE DE CENTRES D'ANCRAGE ETENDUS. LA DESCRIPTION DES COMPORTEMENTS REPOSE SUR L'EXISTENCE DE DEUX LONGUEURS CARACTERISTIQUES DES DEFORMATIONS LONGITUDINALES ET TRANSVERSALES DANS LE RESEAU DE VORTEX. CETTE ANALYSE TRIDIMENSIONNELLE DECRIT, DANS UN CADRE UNIQUE, L'INFLUENCE PREPONDERANTE DE L'ANISOTROPIE ELECTRONIQUE DANS LES PROCESSUS DE DISSIPATION PLASTIQUE. L'EFFET DES PLANS DE MACLE ET DE DEFAUTS COLONNAIRES SE TRADUIT ALORS PAR UNE CORRECTION DES DEPENDANCES EN CHAMP MAGNETIQUE DES ENERGIES D'ACTIVATION. DANS CE CADRE, LES DEFAUTS COLONNAIRES COMPORTENT UN TERME D'ANCRAGE DE CUR DES LIGNES DE FLUX, CONTRAIREMENT AU CAS DES DEFAUTS PLANS QUI CONDUISENT A UN ANCRAGE MAGNETIQUE PAR EFFET D'IMAGE.
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L'ETUDE MENEE DANS CETTE THESE TRAITE DE LA DYNAMIQUE DES VORTEX DANS LES SUPRACONDUCTEURS A HAUTE TEMPERATURE CRITIQUE EN UTILISANT DES MESURES D'AIMANTATION D.C. ET DE SUSCEPTIBILITE A.C. A PARTIR DE CES DONNEES, LES ENERGIES D'ACTIVATION U(J,B) ONT ETE CALCULEES. L'ANALYSE DE CES ENERGIES D'ACTIVATION NOUS A MONTRE QUE LA DYNAMIQUE DES VORTEX AU DESSOUS ET AU DESSUS DE LA POSITION DU SECOND PIC EST FONDAMENTALEMENT LA MEME : ELLE EST REGIE PAR UN COMPORTEMENT PLASTIQUE. PAR AILLEURS, A LA DIFFERENCE DU BI-2212 OU L'EFFET DE SECOND PIC SEMBLE ETRE LIE A UNE TRANSITION 3D-2D, NOUS PROPOSONS QUE DANS LE (T1,BI)-1212 AUCUN CHANGEMENT PARTICULIER NE SE PRODUISE : SEULS, SONT A SON ORIGINE, LES EFFETS DYNAMIQUES DE RELAXATION EN TEMPS ET DE TEMPERATURE. LES MESURES DE SUSCEPTIBILITE A.C. NOUS ONT FOURNI LE MEME RESULTAT. POUR CE QUI EST DU T1-2223, L'ETUDE, RESTREINTE AU DESSUS DE LA LIGNE DE SECOND PIC, A MONTRE LE MEME COMPORTEMENT PLASTIQUE. EN OUTRE, NOUS AVONS MONTRE QUE LA LIGNE D'IRREVERSIBILITE, NE REPRESENTE QUE LES LIEUX OU L'ENERGIE D'ACTIVATION (U/T) EST CONSTANTE, ELLE NE CORRESPOND A AUCUN CHANGEMENT DE PHASE PARTICULIER. EN ADOPTANT DES MODELES PLASTIQUES ET EN SUPPOSANT UNE FORME ACTIVEE DES TEMPS DE RELAXATION, NOUS AVONS PU DECRIRE LES LIGNES D'IRREVERSIBILITE DU T1-2223 ET DU (T1,BI)-1212. NOUS AVONS AUSSI PU RENDRE COMPTE DE LA DEPENDANCE DE CETTE LIGNE AVEC LE CRITERE DE TEMPS DE MESURE CHOISI.
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Ce travail est une contribution à l'étude des propriétés de transport des supraconducteurs à haute température critique. En l'absence de champ magnétique appliqué, l'effet de la granularité sur les propriétés électriques, en corrélation avec la dimensionnalité du réseau de grains du matériau (3D ou 2D) a été mis en évidence. Dans le cas d'une céramique (réseau 3D de grains), les effets linéaires et non lineaires s'expliquent dans le cadre d'une transition de phase du second ordre. Dans le cas d'une couche mince granulaire (réseau 2D de grains), les résultats obtenus s'interprètent dans le cadre d'une transition de type topologique: transition Berezinskii, Kosterlitz et Thouless. L’étude de l'état mixte de deux familles de cuprates (Bi-2212 et Tl-2212) a mis en valeur le caractère très anisotrope et lamellaire de ces matériaux. Les résultats obtenus sur le compose Bi-2212 s'interprètent dans le cadre du modèle de reptation du flux. Dans le cas du compose Tl-2212, les caractéristiques v-i s'expliquent en terme de transition de phase solide désordonne-liquide affectant le réseau de lignes de vortex. L’étude du diagramme de phase (h, t) de ce compose montre l'existence d'un changement de comportement entre deux régimes dominés par des fluctuations thermiques de nature tridimensionnelles ou bidimensionnelles
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LE BUT DE CE TRAVAIL EST L'ETUDE DE LA REPONSE HYPERFREQUENCE DES VORTEX DANS DES FILMS MINCES SUPRACONDUCTEURS A HAUTE TEMPERATURE CRITIQUE, CECI POUR DES CHAMPS MAGNETIQUES COMPRIS ENTRE QUELQUES OERSTED ET SEPT TESLA. POUR CE FAIRE, IL A FALLU METTRE AU POINT UNE TECHNIQUE DE MESURE DE L'IMPEDANCE COMPLEXE DE LIGNES MICRORUBAN SUPRACONDUCTRICES DANS LA GAMME DE FREQUENCE 5 MHZ-5 GHZ ET POUR DES TEMPERATURES COMPRISES ENTRE 4 K ET 100 K. L'ETUDE SOUS CHAMP MAGNETIQUE A PERMIS LA MESURE DE LA VARIATION DE LA PROFONDEUR DE PENETRATION AVEC LA TEMPERATURE ET EGALEMENT LA DETERMINATION DE LA CONDUCTIVITE COMPLEXE. UNE NOUVELLE METHODE D'OBTENTION DE LA VALEUR ABSOLUE DE LA PROFONDEUR DE PENETRATION A TRES BASSE TEMPERATURE A EGALEMENT ETE MISE AU POINT. SOUS CHAMP MAGNETIQUE, LES MESURES INDIQUENT L'EXISTENCE D'UN CHANGEMENT DE REGIME DANS LA VARIATION EN FREQUENCE DE L'IMPEDANCE COMPLEXE, AUSSI BIEN POUR LA PARTIE REELLE QUE POUR LA PARTIE IMAGINAIRE. CES MESURES SONT COMPAREES AUX THEORIES EN VIGUEUR COMME CELLE DES VERRES DE VORTEX OU CELLE DE TYPE CHAMP MOYEN (EXTENSION DU MODELE DE GITTLEMAN ET ROSENBLUM)
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CE MEMOIRE PORTE SUR L'ETUDE DU PIEGEAGE ET DE LA DYNAMIQUE DES VORTEX EN PRESENCE DE DEFAUTS COLONNAIRES DANS LES SUPRACONDUCTEURS A HAUTE TEMPERATURE CRITIQUE. TOUTES LES MESURES MAGNETIQUES ONT ETE FAITES AVEC LE CHAMP APPLIQUE SELON L'AXE C DES MATERIAUX. L'INFLUENCE DES PARAMETRES D'IRRADIATION SUR LA FORMATION DES DEFAUTS COLONNAIRES A ETE ETUDIEE DANS LE COMPOSE BI-2212. DIFFERENTS DIAMETRES DE DEFAUTS ONT ETE OBTENUS. UN ACCROISSEMENT DU RAYON ENTRAINE UNE AUGMENTATION DES DENSITES DE COURANT DIRECTEMENT LIEE A CELLE DE L'ENERGIE DE PIEGEAGE. SUPPRIMER LE PARALLELISME ENTRE DEFAUTS DEVRAIT FAVORISER LES EMMELEMENTS DE VORTEX ET RALENTIR LEUR DYNAMIQUE. DES MONOCRISTAUX DE BI-2212 ONT ETE IRRADIES SELON N (1, 2 OU 3) DIRECTIONS INCLINEES D'UN ANGLE #I PAR RAPPORT A L'AXE C. A HAUTES TEMPERATURES ET FORTS CHAMPS, L'EFFICACITE DE PIEGEAGE EST LA PLUS ELEVEE POUR N>1. DES EXPERIENCES COMPLEMENTAIRES MONTRENT QUE LA DESORIENTATION N'A QU'UN ROLE MINEUR. LE GAIN OBSERVE PEUT ETRE INTERPRETE EN CONSIDERANT UNIQUEMENT LES CAPACITES D'ACCOMMODATION DES VORTEX SUR LES DEFAUTS, FAVORISEES POUR N>1, LES DEFAUTS ETANT REPARTIS SYMETRIQUEMENT AUTOUR DE H. DANS LE CAS D'UNE FAMILLE DE DEFAUTS INCLINES, LES DENSITES DE COURANT AUGMENTENT QUAND #I AUGMENTE, A HAUTES TEMPERATURES ET BAS CHAMPS. CETTE AUGMENTATION EST ASSOCIEE A L'ELARGISSEMENT DE LA SECTION DES DEFAUTS DANS LES PLANS (A, B), DANS LESQUELS LES SUPERCOURANTS CIRCULENT POUR DE TELS COMPOSES TRES ANISOTROPES. L'AUGMENTATION DE PIEGEAGE A ETE ESTIMEE DIRECTEMENT PAR DES MESURES D'AIMANTATION REVERSIBLE. ENFIN, L'EFFICACITE DE PIEGEAGE DES DISTRIBUTIONS DESORIENTEES DE DEFAUTS A ETE ETUDIEE POUR DES COMPOSES PEU ANISOTROPES (YBCO ET (TL, BI)-2212). POUR CES COMPOSES, LA PRESENCE DE DESORIENTATION ENTRAINE UN RALENTISSEMENT DE LA DYNAMIQUE DES VORTEX POUR DES FAIBLES VALEURS D'ANGLE D'INCLINAISON (5, 10) MAIS EGALEMENT POUR DE PLUS FORTES VALEURS (45), A BAS CHAMPS. L'INFLUENCE DE LA FORME DE LA DISTRIBUTION EST DISCUTEE.
Author: Joseph Scola Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages :
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Le propos de cette thèse est l’étude de la dynamique du réseau de vortex dans un supraconducteur. La technique expérimentale utilisée, la mesure de bruit, offre une analyse fine de la nature des interactions du réseau de vortex en mouvement avec ses centres d’ancrage. Un dispositif de mesures de bruits de faible puissance a spécialement été conçu pour la réalisation des expériences. En premier lieu, le bruit du système est observé dans des lames de Niobium dans différentes conditions : différentes tailles d’échantillon ont été ajustées de manière contrôlée, et des défauts de surface ont été introduits par irradiation ionique basse énergie, puis caractérisés par imagerie à force atomique. Il apparaît que le bruit basse fréquence, de même que le courant critique sont principalement dus à l’ancrage de surface. De plus, la portée des fluctuations se trouve être corrélée à la distribution spatiale de la rugosité. Le régime bruyant en supraconductivité de surface, sans vortex dans le volume, montre clairement que de pures fluctuations de courant de surface conduisent au même bruit qu’en présence de vortex dans le volume. Ce résultat est confirmé par des mesures complémentaires de fluctuations de tension dans plusieurs directions, réalisée dans des échantillons massifs d’un alliage Pb-In. La statistique du processus bruyant a été étudiée dans des micro-ponts sur couche mince de Niobium: les résultats indiquent que l'état de la surface, ainsi que celui des bords du système influent sur le régime bruyant du dépiégeage, au cours duquel des effets non-gaussiens et non-stationnaires, typiques d’un vol de Lévy, apparaissent.
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CETTE ETUDE EXPERIMENTALE DU DIAGRAMME DE PHASE CHAMP MAGNETIQUE-TEMPERATURE ET DE LA DYNAMIQUE DES VORTEX DANS LES CUPRATES SUPRACONDUCTEURS A HAUTES TEMPERATURES PORTE EN PARTICULIER SUR LE COMPOSE A BASE DE BISMUTH : BI 2SR 2CACU 2O 8. DANS CES SUPRACONDUCTEURS DE TYPE II, L'ETAT MIXTE, CARACTERISE PAR LA PRESENCE DE VORTEX (QUANTUM DE FLUX MAGNETIQUE), EST DIVISE PAR UNE LIGNE DE TRANSITION DETERMINEE PAR DEUX CARACTERISTIQUES DES BOUCLES D'AIMANTATION. POUR T>40K, LES BOUCLES D'AIMANTATION EN FONCTION DU CHAMP APPLIQUE PRESENTENT UN SAUT, CARACTERISTIQUE D'UNE TRANSITION DU PREMIER ORDRE. DE 20 A 40K, UN SECOND PIC REMPLACANT LE SAUT CORRESPOND A L'APPARITION RAPIDE D'UNE IRREVERSIBILITE INTERPRETEE COMME UN COURANT DANS LE VOLUME. NOUS VOULONS COMPRENDRE LA NATURE DU SECOND PIC (PROPRIETE THERMODYNAMIQUE OU HORS D'EQUILIBRE) ET DISTINGUER LES PHENOMENES CONTRIBUANT A L'IRREVERSIBILITE (ANCRAGE DE VORTEX, EFFETS DE SURFACE OU DE GEOMETRIE). LES TECHNIQUES DE MESURE MAGNETIQUE SONT NON DESTRUCTIVES ET AVEC UNE RESOLUTION DE QUELQUES MICRONS. DES MONOCRISTAUX DE BI 2SR 2CACU 2O 8 SONT OPTIMISES PAR LE REPERAGE DE REGIONS DEFECTUEUSES PAR UNE TECHNIQUE MAGNETO-OPTIQUE DE VISUALISATION DE FLUX ET LA SUPPRESSION DE CELLES-CI A L'AIDE D'UNE SCIE A FIL. DES MESURES DE BOUCLES D'AIMANTATION LOCALE ET DE RELAXATION REALISEES AVEC UN RESEAU DE SONDES MICROSCOPIQUES A EFFET HALL PERMETTENT DE DISTINGUER LES SOURCES DE L'IRREVERSIBILITE. LA FORME DES PROFILS DE L'INDUCTION INFORME SI LE COURANT DE SURFACE OU CELUI DU A L'ANCRAGE DANS LE VOLUME DOMINE. DEUX CHANGEMENTS TEMPORELS DE REGIME ET UNE COEXISTENCE DE PHASES OBSERVES DANS LES PROFILS D'INDUCTION PERMETTENT DE CLARIFIER LES PHENOMENES PHYSIQUES EN JEU. LES CARACTERISTIQUES CHAMP ELECTRIQUE-DENSITE DE COURANT MESUREES DONNENT ACCES AUX COURBES D'ENERGIE DE LA BARRIERE U(J) INTERVENANT DANS LE MOUVEMENT THERMIQUEMENT ACTIVE DES VORTEX. TROIS RELATIONS U(J) (SURFACE, VOLUME BAS ET HAUT CHAMP) EXPLIQUENT LE SECOND PIC.
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En français : La destruction de l'ozone dans le vortex antarctique par les composés chlorés joue un rôle dans le changement climatique, aux côtés des gaz à effet de serre. Or, la dynamique atmosphérique affecte la destruction de l'ozone dans cette région selon un processus complexe. La campagne Vorcore (2005) peut permettre l'étude de la dynamique du vortex et des phénomènes de transport associés. C'est ce que cette thèse se propose de faire. Dans un premier temps, la thèse identifie à l'aide de spectre d'exposant de Lyapunoc d'échelle finie (FSLE), notamment, les régimes de transport dans le vortex antarctique en basse stratosphère, en fonction de l'échelle spatiale : advection chaotique pour la petite échelle, superdiffusion pour la méso-échelle, diffusion classique pour la grande échelle. Dans un second temps, elle propose de les approfondir pour en établir les différentes caractéristiques. Ainsi, elle montre l'existence d'une structure de grande échelle qui gouverne le chaos d'abord, elle représente cette structure dans le cadre de la dynamique hamiltonienne ensuite pour en déduire des propriétés du vortex en termes de barrières dynamiques et de frontières cinématiques. Elle précise enfin la nature de la superdiffusion et le rôle joué par les différents types d'ondes atmosphériques (ondes de gravité et planétaires) à l'aide de spectres de puissance. En particulier, les ondes de gravité interviennent dans la superdiffusion en basse stratosphère antarctique, ce que le modèle du Centre Européen de Prévisions Météorologiques à Moyen-Terme sous estime sensiblement. Dans un troisième temps, elle se concentre sur l'advection chaotique non conservative (hors cadre hamiltonien) pour quantifier l'impact de l'activité ondulatoire sur l'érosion du vortex - car celle-ci est à l'origine d'échange entre les hautes et basses latitudes : après avoir modélisé le vortex sous la forme d'un système dynamique autonome, un calcul de dimension « Pointwise » est réalisé pour caractériser l'attracteur du système et mettre en évidence la sensibilité du calcul à l'activité diabatique.
Author: CHRISTOPHE.. GOUPIL
Author: CHRISTOPHE.. GOUPIL
Author: TAHAR.. AOUAROUN
Author: Abdellatef Smina
Author: Abdellatef Smina
Author: Pascal Xavier
Author: SYLVIE.. HEBERT
Author: Joseph Scola
Author: STEPHANE.. BERRY
Author: Jérôme Clech