ETUDE DES CONDITIONS GOUVERNANT LA MOBILITE DES VORTEX ABRIKOSOV DANS DES FILMS MINCES SUPRACONDUCTEURS A HAUTE TEMPERATURE CRITIQUE ET APPLICATIONS AUX TRANSISTORS A FLUX DE VORTEX PDF Download
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CE TRAVAIL APPORTE UNE CONTRIBUTION A L'ETUDE DE LA DYNAMIQUE DES VORTEX ABRIKOSOV DANS DES FILMS MINCES SUPRACONDUCTEURS A HAUTE TEMPERATURE CRITIQUE. L'ETUDE A PORTE SUR DEUX GROUPES D'ECHANTILLONS ; DES FILMS YBA#2CU#3O#7## TRES MINCES REVETUS D'UN FILM LA#4BACU#5O#1#3 (BICOUCHES) ET DES SUPER-RESEAUX PRBA#2GA#XCU#3##XO#7/ YBA#2CU#3O#7##, DEPOSES PAR ABLATION LASER. LE TRAVAIL EXPERIMENTAL A CONSISTE A METTRE EN FORME LES ECHANTILLONS PAR UN PROCESSUS DE PHOTOLITHOGRAPHIE, ET A EFFECTUER DES MESURES COURANT-TENSION A BASSES TEMPERATURES SANS CHAMP APPLIQUE OU SOUS UN CHAMP MAGNETIQUE FAIBLE (B
Author: Serge Reymond Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 158
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Ce travail décrit le comportement de couches minces supraconductrices à haute température critique (T[c souscrit]) soumises au passage d'un courant. Par des mesures de transport, nous avons exploré une vaste gamme de courants. Nous nous sommes en particulier concentrés sur la limite des hautes densités de courant, qui est beaucoup moins étudié. Dans ce régime extrême, à certaines températures et densités de courant, apparaissent des sauts de tension abrupts. Le courant qui génère ces événements a une dépendance en température identique dans différents supraconducteurs à haut T[c souscrit], ce qui démontre le caractère intrinsèque de ce phénomène. Nous attribuons ces sauts de tension à la formation de phase-slip centers, qui sont des régions au-dessous de T[c souscrit], où la dissipation est très similaire à celle de l'état normal. La taille de ces domaines est liée au temps de vie des quasiparticules, que nous avons pu déterminer, et qui se révèle être anormalement long.
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CE MEMOIRE DEBUTE PAR UNE PRESENTATION GENERALE DE LA SUPRACONDUCTIVITE ET PLUS SPECIFIQUEMENT DE L'ETAT MIXTE DANS LES SUPRACONDUCTEURS DE TYPE II. ON PRESENTE EGALEMENT LA THEORIE DE MATHIEU ET SIMON A LAQUELLE IL EST FAIT REFERENCE PAR LA SUITE. CETTE ETUDE PRESENTE DEUX MODELES EN CHAMP MOYEN PERMETTANT DE DECRIRE LA DYNAMIQUE DES VORTEX ABRIKOSOV DANS UN MICRO-PONT SUPRACONDUCTEUR A L'ETAT MIXTE PARCOURU PAR UN COURANT ET EVENTUELLEMENT SOUMIS A UN CHAMP MAGNETIQUE EXTERIEUR. LE PREMIER MODELE SE RAPPORTE A UNE ETUDE ANTERIEURE REALISEE PAR J.S. MARTENS A MADISON EN 1990. CONSIDERANT QUE LES FORCES DE PIEGEAGE DES VORTEX SONT DE TRES FAIBLE INTENSITE ET QUE LA DYNAMIQUE DES VORTEX EST DUE ESSENTIELLEMENT A UN PHENOMENE DE DIFFUSION, CE MODELE PERMET D'INTERPRETER LES CARACTERISTIQUES COURANT/TENSION MESUREES SUR LES TRANSISTORS A FLUX DE VORTEX REALISES PAR MARTENS. L'ETUDE DE STRUCTURES ELEMENTAIRES REALISEES PAR NOS SOINS NOUS A CONDUIT A MODIFIER LE MODELE PRECEDENT DE FACON RENDRE COMPTE DES NON-LINEARITES OBSERVEES. CES NON-LINEARITES SONT INDUITES PAR UN FORT PIEGEAGE DES VORTEX, QUI SE DEPLACENT ALORS EN REGIME DE FLUX CREEP. CE NOUVEAU MODELE PERMET DE CALCULER POUR CHAQUE DISPOSITIF DES PARAMETRES PHYSIQUES TELS QUE L'EPAISSEUR ACTIVE DU MICRO-PONT, L'ENERGIE D'ACTIVATION MOYENNE DES PIEGES AINSI QUE LEUR PORTEE ET LA VITESSE THEORIQUE MAXIMUM DES VORTEX. CES PARAMETRES PERMETTENT DE CARACTERISER LES DISPOSITIFS ET DE COMPARER LES PROPRIETES DES DIFFERENTES STRUCTURES DANS LESQUELLES ILS ONT ETE REALISES. NOUS POUVONS ALORS DETERMINER LES PRINCIPALES CARACTERISTIQUES QUE DOIVENT PRESENTER LES STRUCTURES SUSCEPTIBLES DE PERMETTRE LA REALISATION DE TRANSISTORS A FLUX DE VORTEX ABRIKOSOV. UNE STRUCTURE BI-COUCHE COMPRENANT UN FILM DE YBCO NOUS SEMBLE ETRE PROMETTEUSE.
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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 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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ON S'INTERESSE A L'ETUDE DE L'ANISOTROPIE DE LA DENSITE DE COURANT CRITIQUE (J#C) ET DE L'AIMANTATION IRREVERSIBLE DEES SUPRACONDUCTEURS A HAUTE TEMPERATURE CRITIQUE DE LA FAMILLE DE LASRCUO ET YBACUO. NOUS EXAMINONS D'ABORD LA SITUATION OU LE CHAMP MAGNETIQUE H EST PARALLELE AUX AXES CRISTALLOGRAPHIQUES PUIS LE CAS OU ON FAIT VARIER L'ANGLE QUE FAIT H AVEC L'AXE C DES ECHANTILLONS. LES CYCLES D'HYSTERESIS M(H) MESURES A DIFFERENTES TEMPERATURES SONT TRES DIFFERENTS DE CEUX PREVUS PAR LE MODELE DE BEAN. CETTE DIFFERENCE RESULTE DE LA DEPENDANCE EN FONCTION DE H DE J#C DE CES MATERIAUX. UNE PRISE EN COMPTE D'UNE LOI J#C(H) PERMET DE REPRODUIRE QUELQUES CARACTERISTIQUES OBSERVEES SUR LES CYCLES D'HYSTERESIS EXPERIMENTAUX. EN H//C, J#C DECROIT DE FACON MONOTONE LORSQUE LA TEMPERATURE AUGMENTE. CE COMPORTEMENT EST AUSSI OBSERVE EN H//AB A L'EXCEPTION DE LASRCUO QUI PRESENTE UNE DENSITE J#C AVEC UN MAXIMUM AUX ALENTOURS DE T#*10K. T#* CORRESPOND A LA TEMPERATURE A LAQUELLE A LIEU UNE POSSIBLE TRANSFORMATION DES VORTEX DE JOSEPHSON EN VORTEX D'ABRIKOSOV. LA VARIATION DE J#C AVEC H MET EN EVIDENCE DEUX TYPES DE MECANISMES D'ANCRAGE DANS LES OXYDES SUPRACONDUCTEURS: EN H//C, LE PIEGEAGE EST DU AUX DEFAUTS EXTERIEURS ; J#C QUI EN RESULTE DECROIT LORSQUE H AUGMENTE. EN H//AB, LES VORTEX S'ADAPTENT A LA STRUCTURE LAMELLAIRE DE CES MATERIAUX ET ILS SONT SOUMIS A L'ANCRAGE INTRINSEQUE ; J#C QUI EN RESULTE EST TRES PEU DEPENDANT DE H. AUTRE POINT REMARQUABLE, J#C DES FILMS MINCES D'YBACUO GRANULAIRES EST AFFECTEE PAR LA PRESENCE DES JONCTIONS INTERGRAINS QUI LIMITENT LES PERFORMANCES DE CES FILMS. L'ETUDE EN FONCTION DE L'ANGLE MET EN EVIDENCE L'ANISOTROPIE DE J#C ET DE L'AIMANTATION DES COMPOSES YBACUO ET LASRCUO. EN PARTICULIER, ELLE PERMET DE METTRE EN EVIDENCE UN ANGLE DE VERROUILLAGE (#0) QUI MARQUE UNE TRANSITION VERROUILLE-NON VERROUILLE DANS LE RESEAU DES VORTEX. #0, DE L'ORDRE DE 60, SEPARE DEUX DOMAINES DE VARIATION DE L'AIMANTATION AVEC : POUR #0, LES COURBES M(H) SONT PRESQUE INDEPENDANTES DE ; L'AIMANTATION EN REVANCHE EVOLUE AVEC H. C'EST L'INVERSE QU'ON CONSTATE POUR #0. CECI MONTRE QU'A CHAQUE DOMAINE ANGULAIRE CORRESPOND VRAISEMBLABLEMENT UN MECANISME PARTICULIER DE PIEGEAGE. LE MODELE STATISTIQUE DE PIEGEAGE DES VORTEX EN REGIME D'ECOULEMENT VISQUEUX, PERMET D'EXPLIQUER QUELQUES PROPRIETES D'ANCRAGE DANS LES FILMS MINCES D'YBACUO. EN PARTICULIER, LA VARIATION DE LA REPARTITION DES FORCES D'ANCRAGE AVEC H NOUS RENSEIGNE QUALITATIVEMENT SUR LE MECANISME D'ANCRAGE MIS EN JEUX
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