Elaboration, caractérisation et études des propriétés de transport sous champ magnétique de couches minces supraconductrices de LnBa2Cu3O(7-x) (Ln PDF Download

Author: Pierre Louis Reydet
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Pages : 286

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NOUS AVONS MIS AU POINT UNE PROCEDURE DE SYNTHESE DE COUCHES MINCES SUPRACONDUCTRICES A HAUTE T#C DE TYPE LNBA#2CU#3O#7 (LN=Y, SM) PAR PULVERISATION CATHODIQUE RF MONOCIBLE. CETTE PROCEDURE COMPORTE DEUX ETAPES: 1) L'OBTENTION D'UNE COUCHE AMORPHE DE STOECHIOMETRIE Y#1BA#2CU 2) UN RECUIT NECESSAIRE A LA SYNTHESE DU COMPOSE SUPRACONDUCTEUR. LA PREMIERE PARTIE A NECESSITE UNE ETUDE ABOUTISSANT A LA REALISATION DE CIBLES DONT LA COMPOSITION A PERMIS D'OBTENIR DES DEPOTS DE STOECHIOMETRIE CORRECTE. POUR LA DEUXIEME ETAPE UNE ETUDE A ETE REALISEE AFIN D'OPTIMISER LE PROFIL DE TEMPERATURE DU RECUIT ET LA TEMPERATURE DE PASSAGE DE GAZ NEUTRE (AR) AU GAZ REACTIF (O#2). LES OBJECTIFS ETAIENT D'UNE PART D'EVITER LA FORMATION DE PHASES PARASITES QUI INHIBENT LA TEXTURATION OU L'EPITAXIE DES COUCHES, D'AUTRE PART D'ASSURER UNE INSERTION MAXIMALE DE L'OXYGENE. CES PARAMETRES MAITRISES ONT PERMIS D'OBTENIR, DE FACON REPRODUCTIBLE, DES COUCHES TEXTUREES ET EPITAXIEES DE LA PHASE ORTHORHOMBIQUE SUPRACONDUCTRICE. LA MISE AU POINT DE CETTE SYNTHESE S'EST FAITE PAR UNE ETUDE SYSTEMATIQUE DES COUCHES PAR ANALYSES MORPHOLOGIQUES ET DE COMPOSITION AU MICROSCOPE ELECTRONIQUE A BALAYAGE, PAR DIFFRACTION DE RAYONS X ET PAR RESISTIVITE. L'ETUDE PHYSIQUE DE CES COUCHES MINCES, TEXTUREES SUR SUBSTRAT MONOCRISTALLIN DE ZRO#2 STABILISEE A L'YTTRIUM OU EPITAXIEES SUR SUBSTRAT MONOCRISTALLIN DE SRTIO#3, EST ESSENTIELLEMENT UNE ETUDE DES PROPRIETES DE TRANSPORT EN FONCTION DE LA TEMPETARURE ET DU CHAMP MAGNETIQUE. NOUS AVONS MONTRE QUE L'ELARGISSEMENT DE LA TRANSITION RESISTIVE EST DU AU MOUVEMENT PLUS OU MOINS COLLECTIF DES VORTEX. NOUS AVONS INTERPRETE LES RESULTATS EXPERIMENTAUX EN TERMES DE FLUX CREEP OU DE FLUX FLOW. LES MESURES DE COURANTS CRITIQUES ONT CONFIRME L'EXISTENCE DU FLUX CREEP MAIS ONT MONTRE QU'IL FAUT AUSSI UTILISER LES MODELES DE SUPRACONDUCTIVITE GRANULAIRE POUR INTERPRETER TOUS LES R

Author: MICHEL.. VIRET
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DES COUCHES MINCES SUPRACONDUCTRICES DE LA FAMILLE BI#2SR#2CA#(#N##1#)CU#NO#(#4#+#2#N#)##X AVEC N=1, 2 ET 3, ONT ETE ELABOREES PAR DEUX TECHNIQUES: L'ABLATION LASER, A TRINITY COLLEGE, DUBLIN, ET LA MBE, A L'ESPCI, PARIS. LES MEILLEURES COUCHES SUPRACONDUCTRICES 2212 ONT ETE PRODUITES EN ABLATION LASER PAR CROISSANCE IN SITU A 720C ET 0,2 MBAR D'OXYGENE. CELLES-CI PRESENTENT DE BONNES QUALITES CRISTALLOGRAPHIQUE ET DE SURFACE, AINSI QUE DES PROPRIETES SUPRACONDUCTRICES SATISFAISANTES. D'AUTRES COUCHES ONT ETE SYNTHETISEES PAR RECUITS APRES DEPOTS A FROID DE MATERIAU AMORPHE. LA PHASE 2223 N'A PU ETRE OBTENUE QU'AVEC UNE CERTAINE QUANTITE DE PHASE PARASITE 2212. LES COUCHES PRODUITES SONT UTILISEES POUR LA MESURE DES PROPRIETES DE TRANSPORT. EN PARTICULIER, LES VARIATIONS DE LA RESISTIVITE ET DE L'EFFET HALL AVEC LA TEMPERATURE ET LE CHAMP MAGNETIQUE APPLIQUE, SONT ETUDIEES EN DETAIL. DANS L'ETAT NORMAL, LA COTANGENTE DE L'ANGLE DE HALL DEPEND LINEAIREMENT DU CARRE DE LA TEMPERATURE. LES THEORIES BCS MODIFIEES AVEC UNE SINGULARITE DANS LA DENSITE D'ETATS PRES DU NIVEAU DE FERMI, ET LES MODELES MAGNETIQUES DE LA RVB ET DES SPIN POLARONS SONT EN MESURE D'EXPLIQUER UNE TELLE DEPENDANCE. L'ETUDE DE LA REGION DES FLUCTUATIONS SUPRACONDUCTRICES CONFIRME LE CARACTERE TRES BIDIMENSIONNEL DES COMPOSES 2212. LE CHANGEMENT DE SIGNE DE L'EFFET HALL DANS L'ETAT MIXTE EST ETUDIE EN TERMES DE MOUVEMENT DE VORTEX

Author: BARD PETER.. THRANE
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Pages : 243

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NOUS AVONS ETUDIE DES PROPRIETES DE COUCHES MINCES SUPRACONDUCTRICES DE YBA#2CU#3O#7#-# A HAUTE TEMPERATURE CRITIQUE. LES FILMS ONT ETE PREPARES PAR DEPOT CHIMIQUE EN PHASE VAPEUR, PAR ABLATION LASER, PAR CO-EVAPORATION ET PAR PULVERISATION CATHODIQUE SUR DIFFERENTS SUBSTRATS ; L'EPAISSEUR DES FILMS EST COMPRISE ENTRE 5 NM ET 350 NM. L'EPAISSEUR DES FILMS A ETE DETERMINEE POUR DES COUCHES D'EPAISSEUR INFERIEURE A 100 NM PAR REFLECTOMETRIE DES RAYONS X. LA RELATION D'EPITAXIE ET LES PROPRIETES DES MACLES ONT ETE ETUDIEES PAR DIFFRACTION DES RAYONS X EN INCIDENCE RASANTE POUR DES FILMS DEPOSES SUR DES SUBSTRATS DE SYMETRIE DIFFERENTE. NOUS AVONS DETERMINE LES PARAMETRES DE MAILLE DANS LE PLAN DU FILM POUR LES FILMS DONT L'AXE #C EST PERPENDICULAIRE A CE PLAN. LES PROPRIETES MAGNETIQUES ONT ETE ETUDIEES ENTRE 4,2 K ET LA TEMPERATURE CRITIQUE DES FILMS MINCES AU MOYEN DE MAGNETOMETRES A ECHANTILLON VIBRANT EN CHAMP MAGNETIQUE APPLIQUE PERPENDICULAIRE ET OBLIQUE PAR RAPPORT AU PLAN DU FILM. NOUS OBTENONS LA LIGNE D'IRREVERSIBILITE AU VOISINAGE DE LA TEMPERATURE CRITIQUE ; LE CHAMP D'IRREVERSIBILITE CROIT SUIVANT UNE LOI EN RACINE CARREE DE L'EPAISSEUR. A BASSE TEMPERATURE SOUS CHAMP MAGNETIQUE APPLIQUE OBLIQUE, L'AIMANTATION DES FILMS SUPRACONDUCTEURS DEPEND UNIQUEMENT DE LA COMPOSANTE DU CHAMP PERPENDICULAIRE A LA SURFACE. AU VOISINAGE DE LA TEMPERATURE CRITIQUE, NOUS OBSERVONS UNE AUGMENTATION DE L'AIMANTATION IRREVERSIBLE LORSQUE L'ANGLE ENTRE LE CHAMP MAGNETIQUE ET LE PLAN DU FILM DIMINUE ; CECI EST ATTRIBUE A L'AUGMENTATION DE LA LONGUEUR DES VORTEX SE TROUVANT ENTRE LES PLANS SUPRACONDUCTEURS QUI RENFORCERAIT L'ANCRAGE DES VORTEX. L'ANALYSE SPECTRALE DE LA PUISSANCE MICRO-ONDE REFLECHIE MODULEE PAR UN CHAMP MAGNETIQUE ALTERNATIF, PERMET D'IDENTIFIER UN SIGNAL A LA FREQUENCE D'EXCITATION ET DES HARMONIQUES PAIRES. NOUS AVONS DEMONTRE QUE LE CHAMP MAGNETIQUE POUR LEQUEL LES HARMONIQUES PAIRES DISPARAISSENT CORRESPOND AU CHAMP D'IRREVERSIBILITE DETERMINE PAR LES MESURES D'AIMANTATION IRREVERSIBLE

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Cette thèse étudie les propriétés électroniques de deux systèmes à fortes corrélations électroniques dont la densité de porteurs a été modifiée de façon contrôlée. Dans le premier système, la modification par dopage chimique du contenu en oxygène de couches minces de LaTiO3, un isolant de Mott, permet d'obtenir un système métallique dont les propriétés de transport (résistivité et effet Hall) peuvent être expliquées par un modèle de transport polaronique. Dans le deuxième système, l'effet de champ ferroélectrique est utilisé pour modifier le nombre de porteurs dans des couches ultra-minces ([plus petit que] 10nm) de NdBa2Cu3O--, un supraconducteur à haute température critique. Cette dernière technique a permis d'induire un changement de la température critique supraconductrice et une transition entre un état supraconducteur et un état isolant. L'étude de l'effet Hall, sous effet de champ, indique que le nombre de porteurs dans ces systèmes supraconducteurs ne change pas en fonction de la température.

Author: Renaud Leturcq
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Pages : 111

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Le fil directeur de mes travaux de recherche est l'étude des propriétés électroniques de systèmes de taille nanométrique réalisés dans les semiconducteurs. Leur caractère commun est que, à suffisamment basse température, leur propriétés de transport sont dominées par la nature quantique des électrons. Outre l'intérêt fondamental de l'étude du transport électronique dans la limite quantique, les nouvelles fonctionnalités ouvertes par ces études pourraient avoir des applications dans des domaines tels que la détection et la métrologie, ou comme base pour le traitement quantique de l'information. L'utilisation de telles nanostructures nécessite cependant de mieux comprendre leurs propriétés de transport, notamment concernant le transport cohérent hors équilibre, ou à l'échelle de l'électron ou du spin individuels. Les travaux que j'ai réalisés en post-doctorat à l'ETH Zürich, et que j'ai entamé à l'IEMN, visent à mieux comprendre ces phénomènes. Ils comprennent principalement trois parties, dont les principaux résultats sont détaillés ci-dessous. Peu d'études se sont intéressées aux propriétés des systèmes nanométriques hors équilibre, qui entrent en jeux dans de nombreuses mesures expérimentales, mais qui sont difficiles à prendre en compte dans des modèles théoriques. La mesure d'une boîte quantique à trois terminaux a permis de mettre en évidence expérimentalement la séparation du pic de densité d'état dans le régime Kondo, résultat important pour comprendre le comportement d'un système d'électrons fortement corrélés hors équilibre. Dans un anneau quantique, nous avons observé l'asymétrie en champ magnétique de la conductance non-linéaire, prédite théoriquement pour des systèmes d'électrons en interaction.

Author: FREDERIC.. GUEMAS
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NOUS AVONS CHERCHE A OBTENIR UNE COUCHE MINCE SUPRACONDUCTRICE DE TEMPERATURE CRITIQUE SUPERIEURE A 16 K ET PRESENTANT DE BONNES PERFORMANCES EN HYPERFREQUENCE A 4,2 K. UNE TELLE COUCHE POURRAIT AMELIORER NOTABLEMENT LES COUTS DE FABRICATION ET DE FONCTIONNEMENT D'UN ACCELERATEUR D'ELECTRONS A CAVITES SUPRACONDUCTRICES. LE NITRURE DE NIOBIUM-TITANE, (NB#1##XTI#X)N, ELABORE EN FILM MINCE PAR PULVERISATION CATHODIQUE MAGNETRON CONTINU EN MODE REACTIF, SEMBLE ETRE UN BON CANDIDAT. NOUS AVONS ENGAGE UNE ETUDE PROSPECTIVE SUR CES COUCHES, REALISEES SUR SUBSTRATS PLANS, POUR ETABLIR DES CORRELATIONS ENTRE LES PARAMETRES D'ELABORATION, LES CARACTERISTIQUES DU MATERIAU ET LES PROPRIETES EN HYPERFREQUENCE. NOUS AVONS MIS EN EVIDENCE UN PROTOCOLE OPERATOIRE PERMETTANT D'ETALONNER LA CONSOMMATION D'AZOTE PENDANT LA PULVERISATION ET PAR CONSEQUENT, DE REPRODUIRE LES CONDITIONS D'ELABORATION DES FILMS LES MEILLEURS. LES QUALITES GLOBALES DU DEPOT (STRUCTURE CRISTALLINE, COMPOSITION CHIMIQUE, RESISTIVITE, TEMPERATURE CRITIQUE, ETC...) ONT ETE ANALYSEES EN FONCTION DE LA TENEUR EN AZOTE ET DE LA COMPOSITION EN NIOBIUM (X=0,3 ET X=0,64). LES FILMS LES MEILLEURS PRESENTENT UNE TEMPERATURE CRITIQUE DE 15,9 K ET UNE RESISTIVITE DE 40 MICRO-OHM.CM. LES PERFORMANCES EN HYPERFREQUENCE DES FILMS, DEPOSES SUR DISQUES EN CUIVRE, ONT ETE MESUREES DANS UNE CAVITE SPECIALE A FOND DEMONTABLE. A 4,2 K ET 4 GHZ, LA DISSIPATION THERMIQUE, A TRES BAS CHAMP, A ATTEINT UNE VALEUR TROIS FOIS PLUS FAIBLE QUE CELLE DU NIOBIUM MASSIF. CEPENDANT, A FORT CHAMP, CETTE DISSIPATION DEVIENT IMPORTANTE. NOS RESULTATS PROUVENT QUE D'IMPORTANTS PROGRES SONT ENCORE POSSIBLES, EN OPTIMISANT SIMULTANEMENT LES CONCENTRATIONS EN NIOBIUM ET EN AZOTE, ET EN AMELIORANT LA PURETE ET LA CRISTALLISATION DE LA COUCHE