Contribution à l'étude des propriétés de transport de quelques oxydes métalliques et supraconducteurs de basse dimensionnalité PDF Download
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LES PROPRIETES DE TRANSPORT (MAGNETOCONDUCTIVITE, EFFET HALL, ONDES DE DENSITE DE CHARGE, ONDES DE DENSITE DE SPIN, TRANSITIONS SUPRACONDUCTRICES) DES OXYDES METALLIQUES ET SUPRACONDUCTEURS QUASI-BIDIMENSIONNELS SONT ETUDIEES A BASSE TEMPERATURE
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LES PROPRIETES DE TRANSPORT (MAGNETOCONDUCTIVITE, EFFET HALL, ONDES DE DENSITE DE CHARGE, ONDES DE DENSITE DE SPIN, TRANSITIONS SUPRACONDUCTRICES) DES OXYDES METALLIQUES ET SUPRACONDUCTEURS QUASI-BIDIMENSIONNELS SONT ETUDIEES A BASSE TEMPERATURE
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LES TRAVAUX DE RECHERCHE QUE NOUS PRESENTONS DANS CE MEMOIRE ONT PORTE SUR L'ETUDE DES PROPRIETES ELECTRIQUES ET MAGNETIQUES DES OXYDES SUPRACONDUCTEURS A HAUTE TEMPERATURE CRITIQUE (SHT). CES PROPRIETES DEPENDENT, BIEN ENTENDU, DES INTERACTIONS ELECTRONIQUES FONDAMENTALES MAIS ELLES PEUVENT, CEPENDANT, ETRE FORTEMENT MODIFIEES PAR DES IMPURETES, DES DEFAUTS, DES BARRIERES ISOLANTES, ETC... UNE ANALYSE PHENOMENOLOGIQUE DES SYSTEMES SUPRACONDUCTEURS GRANULAIRES FAIBLEMENT COUPLES PAR EFFET JOSEPHSON, NOUS PERMET DE DECRIRE LA TRANSITION DU 2EME ORDRE VERS LA COHERENCE DE PHASE ANALOGUE A LA TRANSITION PARAMAGNETISME-FERROMAGNETISME D'UN FERROMAGNETIQUE XY DESORDONNEE A 3 DIMENSIONS. LA TRANSITION VERS LA COHERENCE DE PHASE A DEJA ETE MISE EN EVIDENCE SUR LES SUPRACONDUCTEURS GRANULAIRES MASSIFS (SGM), CONSTITUES DE GRAINS SUPRACONDUCTEURS BASSE TEMPERATURE ENROBES DANS UNE RESINE EPOXY, QUE NOUS UTILISONS COMME MODELE PHYSIQUE. APRES AVOIR DEFINI LA GRANULARITE DANS LES SHT EN TERMES DE LOCALISATION DU PARAMETRE D'ORDRE SUPRACONDUCTEUR, NOUS ANALYSONS LA TRANSITION RESISTIVE EN DEUX ETAPES: SUPRACONDUCTRICE INTRAGRAIN, PUIS INTERGRAIN VERS LA COHERENCE DE PHASE. L'UNIVERSALITE DU COMPORTEMENT CRITIQUE DANS LA REGION PARACOHERENTE, SIMILAIRE A CELUI OBSERVE POUR LES SGM, EST MIS EN EVIDENCE. IL NOUS PERMET D'ESTIMER LA LARGEUR DE LA REGION CRITIQUE DE LA TRANSITION SUPRACONDUCTRICE DU MATERIAU INTRAGRAIN, QUE NOUS PROPOSONS COMME TEST DE SA QUALITE. L'ANALYSE DE L'ARRONDI DE LA TRANSITON EN TERMES DE FLUCTUATIONS GAUSSIENNES DE L'AMPLITUDE DU PARAMETRE D'ODRE DES GRAINS NOUS PERMET DE METTRE EN EVIDENCE LA DIMENSIONALITE DES MECANISMES MICROSCOPIQUES ET D'EN EXTRAIRE LES PARAMETRES CARACTERISTIQUES
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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
Author: Yu Ju Shin Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 374
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ALORS QUE LA MAJORITE DES OXYDES D'ELEMENTS DE TRANSITION A VALENCE ENTIERE SONT ISOLANTS, LA FORMATION DE VALENCES MIXTES ENTRAINE SOUVENT L'APPARITION D'UNE CONDUCTIVITE ELECTRIQUE NOTABLE AVEC QUELQUEFOIS UN ETAT SUPRACONDUCTEUR A BASSE TEMPERATURE. LE ROLE DE PARAMETRES PHYSICO-PHONON EST EXAMINE AU MOYEN DE QUELQUES EXEMPLES INEDITS. AINSI LA PREMIERE PARTIE EST-ELLE CONSACREE AU SYSTEME CR#1#-#XNB#XWO#4 DE STRUCTURE DERIVEE DU RUTILE, LA DEUXIEME AU SYSTEME SR#2#-#XNACUO (INCLUANT UNE DISCUSSION SUR LA CRISTALLOCHIMIE DU CUIVRE III) ET LA TROISIEME AUX OXYDES DE TYPE DELAFOSSITE AGNI#1#-#XCO#XO#2 QUI PRESENTENT UNE TRANSITION SEMI-METAL-SEMICONDUCTEUR
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RAPPELS DU MODELE A DEUX FLUIDES SANS DISSIPATION: LE SECOND SON. RESONANCE DU SECOND SON. MESURES ALTERNATIVES DE BASSE FREQUENCE DU FLUX D'ENTROPIE ASSOCIE AU MOUVEMENT DES TOURBILLONS SUPERFLUIDES DANS HE II EN ROTATION ET DU FLUX D'ENTROPIE ASSOCIE AU MOUVEMENT DES TOURBILLONS DANS UN SUPRACONDUCTEUR DE TYPE II DE FAIBLE KAPPA
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Étude des mécanismes de transport par diffusion entre états localisés. L'effet de la température, de l'épaisseur des échantillons, du recuit a été examiné dans le cadre des théories existantes. Deux domaines de température ont été mis en évidence : au-dessus de 30 K, le modèle du petit polaron, reproduit bien les résultats expérimentaux, tandis qu'au dessus de 100 K, l'accord est bon avec le modèle de pollack inspiré de la théorie de Mott complétée
Author: Johan Biscaras Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 138
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Ce travail présente l’étude du transport électronique à l’interface entre deux oxydes isolants le SrTiO3 et le LaTiO3. Lorsqu’une interface polaire est réalisée à la surface d’un substrat de SrTiO3 non dopé, il se forme un gaz d’électrons bi-dimensionnel confiné près de l’interface. Ce phénomène a été mis en évidence pour différents oxydes isolants formant l’interface (LaAlO3, LaVO3, LaGaO3,...). Nous nous sommes intéressés en particulier à l’interface avec l’isolant de Mott LaTiO3. Nous avons montré que le gaz d’électrons présent à cette interface a un comportement métallique et est supraconducteur à très basse température. Nous avons également pu contrôler les propriétés de transport du gaz par effet de champ électrostatique. L’analyse de l’effet Hall à haut champ magnétique a montré que le gaz est composé de deux types de porteurs : une majorité de porteurs de faible mobilité, et une minorité de porteurs de mobilité plus importante. En accord avec un modèle de courbure de bande développé au cours de cette thèse, nous avons montré que les porteurs majoritaires sont confinés près de l’interface dans les sous-bandes les plus profondes, alors que les porteurs minoritaires sont contrôlés par le remplissage et le déconfinement de sous-bandes plus élevées en énergie. La supraconductivité est intrinsèquement liée à la présence de ces derniers. L’analyse du comportement critique de la transition supraconducteur-isolant en champ magnétique révèle que ces porteurs sont spatialement groupés en flaques de tailles mésoscopiques. Les mesures de magnetorésistance mettent en évidence la présence d’un fort couplage spin-orbite de type Rashba qu’il est possible de moduler par effet de champ électrostatique
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Nous nous sommes proposés d'apporter une contribution à l'étude des propriétés de transport électronique d'alliages métalliques liquides binaires à base de métaux divalents : Ag-Zn, Ag-Cd, Bi-Zn. Il s'agit d'un ensemble de mesures originales sur des alliages difficiles à mesurer en raison de la faible température d'ébullition des divalents (le point d'ébullition pour le cadmium est de 760°C et celle du zinc est de 906°C) et de la température de fusion élevée de l'argent (906°C). Nous avons présenté de nouvelles mesures de la résistivité électrique et du pouvoir thermoélectrique absolu de l'argent, du zinc, du cadmium, du bismuth liquide ainsi que de leurs alliages liquides (Ag-Zn, Ag-Cd, Bi-Zn) en fonction de la température. Les mesures de résistivité électrique des alliages Ag-Zn et Ag-Cd ont été effectuées au moyen d'une manipulation automatisée avec deux variantes de cellules étanches en silice fondue. Malgré les très nombreuses difficultés expérimentales rencontrées, ces mesures nous ont permis d'apporter un grand nombre de résultats originaux. Notre travail ont porté, dans un premier temps, sur l'étude du zinc et du cadmium liquide à très haute températures, nous a permis d'observer le comportement surprenant du PTA, qui augmente à basse température puis diminue à plus haute température. Ces résultats expérimentaux originaux sont interprétés dans le cadre du formalisme de Ziman étendu à la matrice (t). Ce formalisme a été considérablement amélioré ces dernières années grâce à la prise en compte d'un terme de dépendance en énergie dans l'expression du pouvoir thermoélectrique. Différents potentiels ont été construits basés sur la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) qui prend en compte les effets d'échanges et de corrélations entre électrons. Nous avons effectué une analyse critique sur les métaux purs par différentes méthodes de construction des potentiels de muffin-tin. Ceux ci font intervenir la construction du potentiel atomique suivant l'approche de Ratti, en incluant dans les deux cas la corrélation de Robinson. Dans le cas du bismuth, nous avons introduit une détermination autocohérente de l'énergie de Fermi en ajustant le potentiel de muffin-tin zéro sur le fond de la bande de conduction. De manière globale, nous avons réussi à mesurer et à expliquer de manière satisfaisante les propriétés de transport électronique jusqu'ici mal comprises : des métaux présentant une bande d dans la bande de conduction, des semi-métaux ou la bande s et p sont separes, ainsi que de leurs alliages
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Le travail porte sur les mesures de résistivité et de pouvoir thermoélectrique d'alliages métalliques à l'état liquide afin de mettre en évidence les différences propres à trois catégories d'alliages en fonction de la composition et des éléments constitutifs. L'analyse des résultats est conduite à partir des premiers principes relatifs aux équations de transport électronique et à la structure de l'état liquide. Dans le premier chapitre, nous exposons les équations et les approximations qui permettent de résoudre l'équation de Boltzmann lorsque l'on connaît les positions atomiques moyennes des atomes dans le liquide et le champ perturbateur dans lequel évoluent les électrons libres ou semi-libres. Les dispositifs expérimentaux développés dans ce travail sont mis en oeuvre dans les chapitres 2 et 3 : cellule en silice fondue et nacelle en alumine. Les chapitres 4 à 6 sont consacrés respectivement à l'analyse des résultats expérimentaux (résistivité puis pouvoir thermoélectrique) des alliages métalliques ; étain-bismuth, manganèse-indium et des composés semiconducteurs ; silicium-tellure à l'état liquide. Pour l'alliage étain-bismuth, nous avons mis en évidence une importante anomalie dans la dérivée expérimentale de la résistivité en fonction de la température vers une concentration d'environ 60% en bismuth. Ce résultat n'est pas confirmé par la théorie de type Faber-Ziman si l'on admet une distribution atomique de type sphères dures dans l'alliage. Nous nous sommes également intéressés dans le chapitre 5 à un composé representant des caractéristiques semiconductrices à l'état liquide (Si-Te). Nous avons déterminé l'énergie d'activation à partir de la variation de température de la résistivité et du pouvoir thermoélectrique. Dans le chapitre 6, nous avons pu montrer pour l'alliage manganèse-indium que la formule de Faber-Ziman étendue (avec les déphasages) donne de meilleurs résultats [...]
Author: Mohamed Boujida
Author: Mohamed Boujida
Author: JEAN-PHILIPPE.. BURIN
Author: Abdellatef Smina
Author: Yu Ju Shin
Author: Félix Vidal
Author: Nabila Maloufi
Author: Johan Biscaras
Author: Hassan Chaaba
Author: Hamid Halim
Author: Madeleine Bacmann