ETUDE DES EXCITATIONS DE BASSE ENERGIE PAR LA MESURE DE LA LONGUEUR DE PENETRATION MAGNETIQUE DANS LES SUPRACONDUCTEURS A BASSE ET HAUTE TEMPERATURE CRITIQUE PDF Download
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CE TRAVAIL DE THESE CONCERNE L'ETUDE DE LA VARIATION DE LA LONGUEUR DE PENETRATION MAGNETIQUE QUI EST UNE GRANDEUR QUI PERMET DE SONDER LE SPECTRE DES EXCITATIONS ELEMENTAIRES D'UN SUPRACONDUCTEUR, CAR ELLE EST DIRECTEMENT RELIEE A LA DENSITE SUPERFLUIDE. NOUS AVONS D'ABORD OPTIMISE UNE TECHNIQUE D'INDUCTANCE MUTUELLE A UNE SEULE BOBINE QUI NOUS A PERMIS DE MESURER LES VARIATIONS DE AVEC UNE TRES GRANDE PRECISION SUR PLUSIEURS TYPES D'ECHANTILLONS, COUCHES MINCES OU MONOCRISTAUX. NOUS AVONS MESURE LA VARIATION DE A BASSE T DANS PLUSIEURS MATERIAUX TRES DIFFERENTS, CARACTERISES PAR UNE COMPLEXITE CHIMIQUE ET STRUCTURALE CROISSANTE : NB, NBTI, NBSE 2, NBN ET BI 2SR 2CACU 2O 8 + (BSCCO). TOUS CES COMPOSES, SAUF LE DERNIER, SONT DES SUPRACONDUCTEURS CONVENTIONNELS : ILS MONTRENT UN COMPORTEMENT AVEC GAP, EN ACCORD AVEC LE MODELE BCS AVEC SYMETRIE . EN PARTICULIER, L'ETUDE DE CES ECHANTILLONS NOUS A PERMIS DE VERIFIER LA FIABILITE DE NOTRE TECHNIQUE. NOUS MONTRONS QUE, SOUS CERTAINES CONDITIONS DE LA MICROSTRUCTURE, DES EXCITATIONS A ENERGIE NULLE PEUVENT ETRE PROGRESSIVEMENT INTRODUITES (VOLONTAIREMENT OU NON) DANS LE SPECTRE DE CES MATERIAUX DE TYPE . EN PARTICULIER, NOUS MONTRONS QU'UNE ALLURE LINEAIRE DE EN FONCTION DE LA TEMPERATURE, TYPIQUE D'UN COMPORTEMENT SANS GAP, PEUT ETRE OBSERVEE SOIT DANS LE NBN, SOIT DANS LE BSCCO. LE BUT DE NOTRE TRAVAIL CONSISTE EN LA COMPREHENSION DE L'ORIGINE DE CETTE SIMILARITE DANS CES DEUX SYSTEMES APPAREMMENT SI DIFFERENTS L'UN DE L'AUTRE, A L'AIDE DE MESURES PHYSIQUES COMPLEMENTAIRES ET DANS LE CADRE DES DEUX MODELES DE SYMETRIE D ET DES FLUCTUATIONS DE PHASES. EN PARTICULIER, NOUS AVONS ANALYSE EN DETAIL LE MODELE DES FLUCTUATIONS DE PHASE DU PARAMETRE D'ORDRE. CE MECANISME PEUT DEVENIR IMPORTANT DANS UN MATERIAU GRANULAIRE ; LA GRANULARITE PEUT AVOIR UNE NATURE EXTRINSEQUE, DUE A LA MICROSTRUCTURE CRISTALLINE, OU INTRINSEQUE, PAR EXEMPLE, DUE A UNE SEPARATION DE PHASE CHIMIQUE OU ELECTRONIQUE THERMODYNAMIQUEMENT STABLE. NOTRE ANALYSE DES RESULTATS OBTENUS SUR NBN ET BSCCO SUGGERE QUE CES DEUX CAS EXPLIQUENT TRES BIEN LE COMPORTEMENT SANS GAP OBSERVE EXPERIMENTALEMENT. LE MODELE DE GRANULARITE EXTRINSEQUE DU A LA MICROSTRUCTURE EST ADAPTE A DECRIRE LE NBN, TANDIS QU'UNE GRANULARITE INTRINSEQUE, DUE A UNE SEPARATION DE PHASE OU A UNE INHOMOGENEITE CHIMIQUE OU ELECTRONIQUE, EST EN ACCORD AVEC LES RESULTATS OBTENUS SUR LE BSCCO.
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CE TRAVAIL DE THESE CONCERNE L'ETUDE DE LA VARIATION DE LA LONGUEUR DE PENETRATION MAGNETIQUE QUI EST UNE GRANDEUR QUI PERMET DE SONDER LE SPECTRE DES EXCITATIONS ELEMENTAIRES D'UN SUPRACONDUCTEUR, CAR ELLE EST DIRECTEMENT RELIEE A LA DENSITE SUPERFLUIDE. NOUS AVONS D'ABORD OPTIMISE UNE TECHNIQUE D'INDUCTANCE MUTUELLE A UNE SEULE BOBINE QUI NOUS A PERMIS DE MESURER LES VARIATIONS DE AVEC UNE TRES GRANDE PRECISION SUR PLUSIEURS TYPES D'ECHANTILLONS, COUCHES MINCES OU MONOCRISTAUX. NOUS AVONS MESURE LA VARIATION DE A BASSE T DANS PLUSIEURS MATERIAUX TRES DIFFERENTS, CARACTERISES PAR UNE COMPLEXITE CHIMIQUE ET STRUCTURALE CROISSANTE : NB, NBTI, NBSE 2, NBN ET BI 2SR 2CACU 2O 8 + (BSCCO). TOUS CES COMPOSES, SAUF LE DERNIER, SONT DES SUPRACONDUCTEURS CONVENTIONNELS : ILS MONTRENT UN COMPORTEMENT AVEC GAP, EN ACCORD AVEC LE MODELE BCS AVEC SYMETRIE . EN PARTICULIER, L'ETUDE DE CES ECHANTILLONS NOUS A PERMIS DE VERIFIER LA FIABILITE DE NOTRE TECHNIQUE. NOUS MONTRONS QUE, SOUS CERTAINES CONDITIONS DE LA MICROSTRUCTURE, DES EXCITATIONS A ENERGIE NULLE PEUVENT ETRE PROGRESSIVEMENT INTRODUITES (VOLONTAIREMENT OU NON) DANS LE SPECTRE DE CES MATERIAUX DE TYPE . EN PARTICULIER, NOUS MONTRONS QU'UNE ALLURE LINEAIRE DE EN FONCTION DE LA TEMPERATURE, TYPIQUE D'UN COMPORTEMENT SANS GAP, PEUT ETRE OBSERVEE SOIT DANS LE NBN, SOIT DANS LE BSCCO. LE BUT DE NOTRE TRAVAIL CONSISTE EN LA COMPREHENSION DE L'ORIGINE DE CETTE SIMILARITE DANS CES DEUX SYSTEMES APPAREMMENT SI DIFFERENTS L'UN DE L'AUTRE, A L'AIDE DE MESURES PHYSIQUES COMPLEMENTAIRES ET DANS LE CADRE DES DEUX MODELES DE SYMETRIE D ET DES FLUCTUATIONS DE PHASES. EN PARTICULIER, NOUS AVONS ANALYSE EN DETAIL LE MODELE DES FLUCTUATIONS DE PHASE DU PARAMETRE D'ORDRE. CE MECANISME PEUT DEVENIR IMPORTANT DANS UN MATERIAU GRANULAIRE ; LA GRANULARITE PEUT AVOIR UNE NATURE EXTRINSEQUE, DUE A LA MICROSTRUCTURE CRISTALLINE, OU INTRINSEQUE, PAR EXEMPLE, DUE A UNE SEPARATION DE PHASE CHIMIQUE OU ELECTRONIQUE THERMODYNAMIQUEMENT STABLE. NOTRE ANALYSE DES RESULTATS OBTENUS SUR NBN ET BSCCO SUGGERE QUE CES DEUX CAS EXPLIQUENT TRES BIEN LE COMPORTEMENT SANS GAP OBSERVE EXPERIMENTALEMENT. LE MODELE DE GRANULARITE EXTRINSEQUE DU A LA MICROSTRUCTURE EST ADAPTE A DECRIRE LE NBN, TANDIS QU'UNE GRANULARITE INTRINSEQUE, DUE A UNE SEPARATION DE PHASE OU A UNE INHOMOGENEITE CHIMIQUE OU ELECTRONIQUE, EST EN ACCORD AVEC LES RESULTATS OBTENUS SUR LE BSCCO.
Author: SYLVAIN.. PETIT Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 231
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DANS CE TRAVAIL, NOUS NOUS INTERROGEONS SUR LE ROLE DES CORRELATIONS DE SPIN DANS LE PROBLEME DE LA SUPRACONDUCTIVITE A HAUTE TEMPERATURE CRITIQUE. POUR CARACTERISER CES CORRELATIONS, NOUS PRESENTONS UNE ETUDE PAR DIFFUSION INELASTIQUE DES NEUTRONS, DU SPECTRE DES EXCITATIONS MAGNETIQUES DANS LE COMPOSE METALLIQUE SUPRACONDUCTEUR LA#2#-#XSR#XCUO#4, EN FONCTION DE LA TEMPERATURE ET DU TAUX DE STRONTIUM X. NOTRE ETUDE A MIS EN EVIDENCE L'EXISTENCE DE DEUX TYPES DE FLUCTUATIONS. LE PREMIER TYPE CORRESPOND A UN SPECTRE DE FLUCTUATIONS BIDIMENSIONNELLES ISOTROPES DES SPINS DU CUIVRE, PIQUEES DANS L'ESPACE RECIPROQUE EN QUATRE POINTS SYMETRIQUES DITS INCOMMENSURABLES AUTOUR DU VECTEUR D'ONDE ANTIFERROMAGNETIQUE. LE SECOND TYPE DE FLUCTUATIONS CORRESPOND A DES CORRELATIONS ANTIFERROMAGNETIQUES BIDIMENSIONNELLES DE TRES BASSE ENERGIE, TYPIQUEMENT 1 MEV. DIFFERENTES INTERPRETATIONS SONT ENVISAGEES, EN PARTICULIER, LES EXCITATIONS ELECTRON-TROU MEDIEE PAR LE NESTING DE LA STRUCTURE DE BANDE. LE PROBLEME DES STRIPES, ET ENFIN L'HYPOTHESE DE PORTEURS PIEGES PAR L'EFFET DU DESORDRE DE SUBSTITUTION LA/SR. TOUJOURS DANS LE BUT D'ETUDIER LES LIENS QU'ENTRETIENNENT MAGNETISME ET SUPRACONDUCTIVITE, NOUS PRESENTONS UNE ETUDE PERTURBATIVE DU MODELE T - T' - J. LES QUASIPARTICULES CONSIDEREES DECRIVENT LE MOUVEMENT D'UN TROU DE DOPAGE, SUIVI PAR UN SILLAGE DE SPINS LOCALISES SUR LE CUIVRE. POUR UN MEME TAUX DE DOPAGE X, IL PEUT EXISTER DEUX PHASES, CARACTERISEES PAR UN NOMBRE X OU 1 + X DE CES QUASIPARTICULES. NOUS MONTRONS QUE DANS CETTE DEUXIEME PHASE, L'INTERACTION D'ECHANGE ENTRE SPINS LOCALISES COMBINEE A L'ANHARMONICITE INTRINSEQUE DE CES QUASIPARTICULES SE COMPORTE COMME UNE INTERACTION ATTRACTIVE ; NOUS PRESENTONS UNE ETUDE DE LA STABILITE ET DE LA SYMETRIE D'UNE PHASE SUPRACONDUCTRICE MEDIEE PAR CE MECANISME.
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DES SUPRACONDUCTEURS A HAUTE TEMPERATURE CRITIQUE AUX ECHELLES DE SPINS : UNE ETUDE PAR RESONANCE MAGNETIQUE NUCLEAIRE. CE MEMOIRE DECRIT L'ETUDE PAR RESONANCE MAGNETIQUE NUCLEAIRE (RMN) DES CORRELATIONS MAGNETIQUES DANS DIFFERENTS OXYDES DE CUIVRE SUPRACONDUCTEURS A HAUTE TEMPERATURE ET DANS UN COMPOSE ORGANIQUE DE TYPE ECHELLE DE SPINS (CHAINES HEISENBERG S=1/2 COUPLEES DEUX A DEUX). TOUS LES COMPOSES PRESENTENT DES CORRELATIONS ANTIFERROMAGNETIQUES A COURTE DISTANCE, Y COMPRIS HGBA#2CACU#2O#6#+#, APPARTENANT AU REGIME DIT SURDOPE DES SUPRACONDUCTEURS. LES COMPOSES SOUSDOPES HGBA#2CA#2CU#3O#8#+#, YBA#2CU#3O#6#.#4#5 ET YBA#2(CU#0#.#9#9ZN#0#.#0#1)#3O#6#.#7 PRESENTENT, EN PLUS, UN PSEUDOGAP DANS LES EXCITATIONS MAGNETIQUES A Q (,). DANS HGBA#2CA#2CU#3O#8#+#, LE COMPOSE POSSEDANT LES RECORDS DE TEMPERATURE CRITIQUE, LA TEMPERATURE CARACTERISTIQUE D'APPARITION DU PSEUDOGAP (T*=230 K), L'ECHELLE D'ENERGIE DES FLUCTUATIONS MAGNETIQUES, ET LE CHAMP HYPERFIN TRANSFERE AU SITE DU CUIVRE SONT NETTEMENT PLUS IMPORTANTS QUE DANS YBA#2CU#3O#6#+#X OU LA#2#-#XSR#XCUO#4, A DOPAGE EQUIVALENT. DANS YBA#2CU#3O#6#.#7, NOUS MONTRONS QUE LA RELAXATION NUCLEAIRE A BASSE TEMPERATURE EST DOMINEE PAR LES FLUCTUATIONS DES MOMENTS MAGNETIQUES INDUITS AU SITE DU CUIVRE APRES SUBSTITUTION DE CU(2) (S=1/2) PAR 1.5% DE ZN (S=0). LE PSEUDOGAP N'EST CEPENDANT PAS DETRUIT. DANS YBA#2CU#3O#6#.#4#5, LE PSEUDOGAP SE MANIFESTE A UNE TEMPERATURE ASSEZ FAIBLE T* 100 K, METTANT EN EVIDENCE UNE DEPENDANCE COMPLEXE VIS A VIS DU DOPAGE EN TROUS DANS YBA#2CU#3O#6#+#X. L'ECHELLE DE SPINS CU#2(C#5H#1#2N#2)#2CL#4 A ETE ETUDIEE PAR RMN DU PROTON #1H. DEUX PROCESSUS DISTINCTS DE RELAXATION NUCLEAIRE, PROPRES AUX SYSTEMES AVEC UN GAP DE SPIN , ONT ETE IDENTIFIES. LE DIAGRAMME DE PHASE COMPLET (H-T) A ETE EXPLORE AUTOUR DU POINT CRITIQUE QUANTIQUE H#C#L = /GB ; IL COMPREND TROIS PHASES CARACTERISTIQUES DES SYSTEMES MAGNETIQUES DE BASSE DIMENSIONNALITE : REGIME LIQUIDE DE SPINS AVEC GAP (T H#C#L - H), LIQUIDE DE LUTTINGER (T
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L'EFFET DE LA SUBSTITUTION PAR DES IMPURETES NON MAGNETIQUES DE ZINC EST CONNUE POUR REDUIRE FORTEMENT LA TEMPERATURE SUPRACONDUCTRICE, T#C, DES CUPRATES SUPRACONDUCTEURS A HAUTE T#C. EN TERME DE SUPRACONDUCTIVITE TRADITIONNELLE L'EFFET D'UNE TELLE SUBSTITUTION DEVRAIT ETRE MINEUR. LA SUBSTITUTION PAR LE ZINC AFFECTE DONC LA NATURE MEME DE LA SUPRACONDUCTIVITE A HAUTE T#C. AU COURS DE CETTE THESE, NOUS AVONS PROCEDE A UNE ETUDE SYSTEMATIQUE, PAR DIFFUSION INELASTIQUE DE NEUTRONS DE L'EFFET D'UNE TELLE SUBSTITUTION SUR LES PROPRIETES MAGNETIQUES PRESENTES DANS LES DIFFERENTS REGIMES DU DIAGRAMME DE PHASE DU COMPOSE YBA#2CU#3O#6#+#X: ETAT ISOLANT ANTIFERROMAGNETIQUE, AF, ET ETAT METALLIQUE. NOUS NOUS SOMMES PARTICULIEREMENT INTERESSE A L'EFFET DES IMPURETES NON MAGNETIQUES SUR LES FLUCTUATIONS MAGNETIQUES QUI PERSISTENT DANS L'ETAT METALLIQUE ET QUI POURRAIENT JOUER UN ROLE DANS LE MECANISME D'APPARIEMENT DES PORTEURS DE CHARGES SUPRACONDUCTEURS. DANS L'ETAT AF, L'EFFET DU ZINC PEUT ETRE INTERPRETE EN TERME DE DILUTION D'UN SYSTEME MAGNETIQUE PAR DES IMPURETES NON MAGNETIQUES. POUR UN FAIBLE DOPAGE EN TROUS DES PLANS CUO#2, LA DESCRIPTION DE LA DYNAMIQUE DE SPINS EN TERME D'ONDES DE SPINS N'EST PLUS VALABLE A BASSE ENERGIE. CETTE PROPRIETE EST INDEPENDANTE DU ZINC. DANS L'ETAT METALLIQUE, SEULES LES PROPRIETES ANORMALES DE LA DYNAMIQUE DE SPINS, ETROITEMENT LIEES A LA SUPRACONDUCTIVITE, LE GAP DE SPIN ET LA RESONANCE, SONT AFFECTEES PAR LE ZINC. PARALLELEMENT, DES FLUCTUATIONS MAGNETIQUES DE BASSES ENERGIE, SIMILAIRES A CELLES OBSERVEES DANS L'ETAT AF FAIBLEMENT DOPE EN TROUS, APPARAISSENT. CES EFFETS POURRAIENT INDIQUER UN RALENTISSEMENT DE LA DYNAMIQUE DE SPINS, RESULTANT DE L'ALTERATION DE LA DYNAMIQUE DES PORTEURS DE CHARGES. NOTRE ETUDE A MIS EN RELIEF LA DUALITE ITINERANT-LOCALISE DU MAGNETISME DANS LES CUPRATES SUPRACONDUCTEURS, DONT TOUTE THEORIE VISANT A EXPLIQUER LA SUPRACONDUCTIVITE DEVRA TENIR COMPTE
Author: Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages :
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Ce travail de thèse regroupe diverses études de la profondeur de pénétration magnétique dans des couches ultraminces supraconductrices de La2-xSrxCuO4 (LSCO) mesurées par méthode inductive. Cette méthode de mesure, dont le dispositif est constitué de deux micro-bobines, n'est pas applicable pour extraire la profondeur de pénétration (ab) à basse température de films supraconducteurs ayant un fort écrantage. La solution retenue pour contourner cette limitation consiste à diminuer l'épaisseur de la couche supraconductrice. Dans ce but, la première partie du travail a été consacrée au développement d'une technique permettant la croissance de couches ultraminces, par l'introduction d'une couche tampon homoépitaxiale. Grâce à cette approche, la profondeur de pénétration magnétique des couches minces de LSCO est accessible sur tout le domaine de température, et notamment à basse température ou la densité superfluide (1/ ab2) est maximale. Les mesures de la dépendance de ab en fonction de la température et du champ magnétique ont permis de mettre en évidence la nature nodale de la symétrie du paramètre d'ordre dans ce type de composé. Les courbes mesurées sont visuellement très différentes de celles obtenues avec un supraconducteur de type conventionnel, comme l'atteste la comparaison avec un film mince d'aluminium granulaire. La confrontation des mesures avec divers modèles basés sur la symétrie d-wave du paramètre d'ordre, permet l'extraction de grandeurs fondamentales, comme la vitesse de fermi vf ou encore le rapport vf/v . Si l'ordre de grandeur est respecté et les valeurs tirées encourageantes, en comparaison avec les mesures effectuées par des méthodes différentes sur des composés différents, la limite de validité des modèles, permettant l'extraction de ces quantités, est proche. L'interprétation des données est donc faite avec précautions. Cette étude met également en évidence la difficulté d'obtenir des films de qualité et de propriétés équivalentes, bien que la.
Author: Maxime Leroux Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 0
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Cette thèse présente une étude expérimentale de l'interaction entre la supraconductivité et une onde de densité de charge (ODC). Dans la théorie standard, la température critique d'un matériau supraconducteur est favorisée principalement par deux paramètres : une grande densité d'états au niveau de Fermi (nF), et un fort couplage électron-phonon. Cependant, un fort couplage électron-phonon favorise aussi l'apparition d'une ODC, ce qui réduit nF et rivalise ainsi avec la supraconductivité.Notre démarche a consisté à étudier deux composés où supraconductivité et ODC coexistent, et dans lesquels on peut faire disparaître l'ODC grâce à un paramètre externe : pression ou substitution. Le premier composé, 2H-NbSe2, présente une ODC en dessous de 33 K à pression ambiante. Celle-ci coexiste avec la supraconductivité en dessous de 7 K. Sous pression, l'ODC disparaît au-dessus de 4.6 GPa, sans que la température critique varie notablement. L'ODC disparaît aussi en remplaçant le sélénium par du soufre : 2H-NbS2 est ainsi un supraconducteur sans ODC (Tc = 6 K), et peut donc servir de composé témoin pour une étude comparative. Dans le second composé, Lu5Ir4Si10, une ODC est présente en dessous de 77 K à pression ambiante. Celle-ci disparaît sous pression au-dessus de 2 GPa, tandis que la température critique saute simultanément de 4 à 9 K. Pour étudier ces composés, j'ai utilisé trois techniques expérimentales : la mesure de la dispersion des phonons à basse température (300-2 K) et sous pression (0-16 GPa) par diffusion inélastique des rayons X, la mesure de la dépendance en température de la longueur de pénétration magnétique grâce à un oscillateur à diode tunnel et la mesure des champs critiques via des microsondes Hall.Dans la première partie, je présente la dépendance en température de la dispersion des phonons dans 2H-NbS2. Nous observons la présence d'un phonon mou dont l'énergie reste toujours positive, même extrapolée à température nulle. Ce composé est ainsi à la limite d'une instabilité ODC. De plus, nous montrons qu'il est relativement unique, car seuls les effets anharmoniques empêchent l'amollissement complet des phonons. Je présente ensuite la dépendance en température et en pression de la dispersion des phonons dans 2H-NbSe2. Ces expériences montrent qu'un mode de phonon mou persiste jusqu'à 16 GPa, même quand l'état à température nulle n'est pas l'ODC. La dépendance en température de ce phonon mou est alors similaire à celle de 2H-NbS2. Dans les deux composés, ces phonons mous semblent liés à la présence d'un couplage électron-phonon à la fois fort et anisotrope. Nous suggérons qu'il s'agit d'un élément essentiel pour expliquer leurs propriétés supraconductrices.Dans la seconde partie, je mesure l'anisotropie et la dépendance en température de la longueur de pénétration magnétique dans l'état supraconducteur de 2H-NbS2 et Lu5Ir4Si10. La dépendance en température de la densité superfluide dans 2H-NbS2 confirme la présence d'un gap supraconducteur réduit dont l'amplitude est très proche de celle mesurée dans 2H-NbSe2. Les phonons mous et le gap réduit étant présents dans 2H-NbS2 et 2H-NbSe2, nous prouvons expérimentalement qu'il faut raisonner en termes de renforcement de la supraconductivité par les phonons mous plutôt qu'en termes d'interaction avec l'état fondamental (ODC ou métal). Nous proposons que ce renforcement soit lié à l'anisotropie du couplage électron-phonon.En revanche, cet effet n'est pas général aux composés où supraconductivité et ODC coexistent. Les propriétés supraconductrices de Lu5Ir4Si10 sont en effet bien décrites par le modèle BCS couplage faible. Ceci est peut être lié aux caractéristiques de l'ODC : la présence d'une hystérésis montre que la transition ODC est du premier ordre. D'autre part, les mesures de diffraction X sous pression et à basse température révèlent que cette ODC est multiple : en plus de la périodicité 1/7, nous observons une seconde périodicité de 1/20.
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Ce travail de thèse est basé sur des mesures d'oscillations quantiques de l'aimantation dans les supraconducteurs à haute température critique. Ces matériaux ont été découvert en 986 par Bednorz et Müller. Ils sont caractérisés par la présence de plans CuO2 dont on peut faire varier la concentration électronique. A faible dopage, ces systèmes se comportent comme un isolant, les électrons étant localisés par une forte répulsion coulombienne. A très fort dopage, ces systèmes retrouvent un comportement de type liquide de Fermi. Entre ces deux extrêmes, un dôme supraconducteur, dont la température critique maximum correspond au dopage dit optimum, apparaît. Différentes sondes expérimentales ont révélé, du côté sous-dopé, la présence d'une phase dite \emph{pseudogap}. La physique de ces systèmes soulève plusieurs questions fondamentales: quelle est la nature de cette phase \emph{pseudogap}, quel est le mécanisme d'appariement à l'origine de la supraconductivité. Au cours de cette thèse, nous avons développé un système de mesure de l'aimantation par cantilever piezorésistif sous champ magnétique intense à très basse température. Nos mesures ont révélé la présence d'oscillations quantiques de l'aimantation des deux cotés du diagramme de phase et ce pour la première fois. Ces oscillations prouvent l'existence d'une surface de Fermi fermée et cohérente qui évolue d'une large orbite de trou du côté sur-dopé à une surface de Fermi contenant une ou plusieurs petites poches du côté sous-dopé. De plus, la présence d'un battement de ces oscillations suggère la restauration de la cohérence selon l'axe c à très basse température du côté sous-dopé du diagramme de phase. Ces différents faits expérimentaux vont dans le sens d'un état fondamental de type liquide de Fermi. Le \emph{pseudogap} marquerait alors l'apparition d'une phase ordonnée en compétition avec la supraconductivité.
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NOUS ETUDIONS L'ANISOTROPIE DES PROPRIETES MAGNETIQUES DES SUPRACONDUCTEURS A HAUTE TEMPERATURE CRITIQUE (SHTC) A TRAVERS LES COMPOSES YBACUO(7X) AVEC X=00.5 ET LA(1.85)SR(0.15)CUO. DANS L'ETAT MIXTE REVERSIBLE NOUS DEDUISONS L'ANISOTROPIE DES MASSES EFFECTIVES ET LA LONGUEUR DE PENETRATION DE LONDON A PARTIR DE MESURES DE COUPLE. NOS DONNEES SUR YBACUO SONT EN BON ACCORD AVEC LE MODELE DE LONDON 3D ANISOTROPE MAIS CE MODELE NE DECRIT PAS LASRCUO. DANS LE REGIME IRREVERSIBLE NOUS ETUDIONS LA CONTRIBUTION AU SIGNAL DU COUPLE DES PLANS DE MACLES, DES DEFAUTS PONCTUELS ET DE L'ANCRAGE INTRINSEQUE. NOUS MONTRONS QUE L'AUGMENTATION DE L'ANISOTROPIE CONDUIT A UNE DIMINUTION DE L'EFFICACITE DE L'ANCRAGE EN PARTICULIER CELUI DU AUX MACLES. L'EFFET DU DOPAGE EN FER EST BRIEVEMENT DISCUTE. EN DERNIERE PARTIE, NOUS ETUDIONS L'AIMANTATION DUE AUX FLUCTUATIONS THERMODYNAMIQUES AU-DESSUS DE TC. LE COMPORTEMENT DE LASRCUO EST CLAIREMENT BIDIMENSIONNEL. L'ANALYSE DES FLUCTUATIONS SE FAIT A L'AIDE DE MODELE LAWRENCE ET DONIACH EN CHAMP FAIBLE ET PAR LE MODELE DE TESANOVIC POUR LES MESURES ALLANT JUSQU'A 12T. L'ANALYSE DES FLUCTUATIONS DANS LE MONOCRYSTAL D'YBACUO ETUDIE MONTRE QUE CE COMPOSE EST NI BIDIMENSIONNEL NI TRIDIMENSIONNEL. TOUTEFOIS LA LONGUEUR DE COHERENCE DEDUITE A L'AIDE DE MODELES TRIDIMENSIONNELS EST EN ACCORD AVEC D'AUTRES MESURES
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L'apparition ces dernières années de supraconducteurs réalisés industriellement utilisant des composés à haute température de transition offre la possibilité de nouveaux développements en magnétisme supraconducteur. En effet ils permettent d'augmenter le champ magnétique généré en conservant une cryogénie classique à 4,2K d'une part, et ils ouvrent la voie à des développements d'aimants supraconducteurs fonctionnant entre 10 et 30K d'autre part. Les matériaux supraconducteurs à haute température critique sont alors indispensables pour dépasser les inductions magnétiques de 16 T (cas de l'insert dipolaire HTc pour le Large Hadron Collider du CERN) ou augmenter la densité spécifique d'énergie stockée dans un SMES (Superconducting Magnetic Energy Storage, cas du projet ANR SuperSMES).Les atouts incontestables (température critique, champ magnétique critique, résistance mécanique) apportés par l'utilisation des matériaux supraconducteurs à haute température critique tels que l'YBaCuO dans les aimants supraconducteurs demandent de relever quelques défis. Leur comportement est encore mal compris, surtout lors des transitions résistives. Arriver à protéger ces conducteurs requiert une réflexion nouvelle sur les systèmes de protection destinés à éviter les dégradations thermiques et mécaniques. La réponse à la question « peut-on utiliser ces matériaux de manière pérenne dans les aimants supraconducteurs ? » est incontournable.Des éléments de réponse sont donnés ici. L'utilisation des conducteurs est abordée à travers différentes études expérimentales permettant de mieux connaître le conducteur (caractérisation électrique et modélisation de la surface critique) d'une part et de définir les étapes clés de la fabrication des aimants supraconducteurs à haute température de transition (étude des jonctions entre conducteurs ou entre galettes) d'autre part. Cette étude a abouti à la réalisation de deux prototypes d'aimants ayant permis d'identifier les difficultés liées à l'utilisation des rubans d'YBaCuO. Un modèle thermoélectrique des supraconducteurs à haute température de transition est développé et un code numérique basé sur le logiciel de calcul par Eléments Finis CASTEM permet d'étudier le phénomène de transition résistive, ou quench, dans un conducteur et dans un aimant. Le code a été validé sur des essais réalisés au Laboratoire National des Champs Magnétiques Intenses de Grenoble. Les résultats obtenus ont permis la définition des conducteurs pour les deux projets liés à la thèse et la validation de la protection.
Author: GIANRICO.. LAMURA
Author: GIANRICO.. LAMURA
Author: SYLVAIN.. PETIT
Author: MARC-HENRI.. JULIEN
Author: YVAN.. SIDIS
Author: 
Author: Pascal Tixador
Author: Maxime Leroux
Author: Cyril Jaudet
Author: BALAZS.. JANOSSY
Author: Thibault Lecrevisse