Étude Du Supraconducteur Non Conventionnel Sr2ruo4 PDF Download
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Book Description
Cette thèse a pour objet l'étude du supraconducteur non conventionnel Sr2RuO4. Dans ce supraconducteur, le mécanisme d'appariement des paires de Cooper ne serait pas dû au couplage électron-phonon mais plutôt lié aux fluctuations de spins, comme dans l'3He superfluide. On suppose, de plus, qu'il serait de symétrie p induite par des fluctuations ferromagnétiques. La première étape fût l'élaboration de monocristaux avec d'excellentes propriétés physico-chimiques et de taille centimétrique. Puis, les mesures de diffusion inélastiques des neutrons ont permis de montrer que les fluctuations de spin autour de Q0=(+-2pi/3, +- 2pi/3,0) dominent le spectre des excitations magnétiques dans ses deux phases normale et supraconductrice. L'étude de ces fluctuations selon l'axe c, le caractère bidimensionnel des corrélations électroniques a été mis en évidence. D'autres études montrent que la susceptibilité dynamique est isotrope dans l'espace des spins. Le fait que les excitations incommensurables dominent et que les fluctuations de spins ferromagnétiques attendues n'aient pas été observées fait reconsidérer l'image simpliste d'une supraconductivité de type p.
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Cette thèse a pour objet l'étude du supraconducteur non conventionnel Sr2RuO4. Dans ce supraconducteur, le mécanisme d'appariement des paires de Cooper ne serait pas dû au couplage électron-phonon mais plutôt lié aux fluctuations de spins, comme dans l'3He superfluide. On suppose, de plus, qu'il serait de symétrie p induite par des fluctuations ferromagnétiques. La première étape fût l'élaboration de monocristaux avec d'excellentes propriétés physico-chimiques et de taille centimétrique. Puis, les mesures de diffusion inélastiques des neutrons ont permis de montrer que les fluctuations de spin autour de Q0=(+-2pi/3, +- 2pi/3,0) dominent le spectre des excitations magnétiques dans ses deux phases normale et supraconductrice. L'étude de ces fluctuations selon l'axe c, le caractère bidimensionnel des corrélations électroniques a été mis en évidence. D'autres études montrent que la susceptibilité dynamique est isotrope dans l'espace des spins. Le fait que les excitations incommensurables dominent et que les fluctuations de spins ferromagnétiques attendues n'aient pas été observées fait reconsidérer l'image simpliste d'une supraconductivité de type p.
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Cette thèse porte sur l'étude, par microscopie à μSQUID, des propriétés du réseau de vortex dans les supraconducteurs non conventionnels. La plus grande partie est dédiée au supraconducteur triplet Sr2RuO4. Dans un premier temps, le supraconducteur conventionnel NbSe2 est étudié. Il sert de référence pour les supraconducteurs non conventionnels imagés ensuite. Un réseau de vortex hexagonal est observé à bas champ, et une rotation du réseau de 30° par rapport aux axes cristallographiques a lieu en augmentant le champ. Dans un second temps, nous présentons l'étude de vortex dans Sr2RuO4. On observe pour la première fois des vortex individuels à bas champ et en augmentant le champ une coalescence a lieu. En tenant compte du fait que le piégeage est faible et des expériences déjà effectuées, on explique cette coalescence par la présence des domaines de différente chiralité. Un rôle important joue aussi l'anisotropie, des chaînes de vortex sont observés pour des champs inclinés. Nous trouvons qu'à des angles d'inclinaison près de couches ab, une décoration des chaînes a lieu. Ces résultats démontrent que Sr2RuO4 est un supraconducteur non conventionnel fortement anisotrope. Dans une dernière partie, nous présentons les images des domaines magnétiques dans la phase normale du supraconducteur ferromagnétique URhGe. Nous observons aussi des vortex individuels et une formation des domaines dans le supraconducteur non conventionnel UPt3. Ces domaines ressemblent à ceux de Sr2RuO4, une parallèle peut être faite entre les deux supraconducteurs triplet.
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La découverte récente de supraconductivité à relativement haute température (Tc,max=56K) dans les pnictures de Fer soulève des questions fondamentales sur l'origine et la nature de la supraconductivité : en particulier, la présence d'une phase antiferromagnétique à proximité de celle-ci dans leur diagramme de phase, comme dans d'autres supraconducteurs non conventionnels pose la question du lien entre magnétisme et supraconductivité.Nous nous sommes intéressés à la nature de l'état normal ainsi que des phases antiferromagnétique et supraconductrice d'un point de vue local grâce à la Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) dans les pnictures de Fer. Nous avons pour cela étudié des pnictures de Fer de même composé parent BaFe2As2 pour des substitutions Co en site Fer de nature hétérovalente et réalisant un dopage électron ou bien Ru en site Fer de nature isovalente. L'état normal de ces matériaux présente des différences notables avec l'état normal des cuprates supraconducteurs : le désordre introduit par les substitutions au niveau intraplan est faible et on constate l'absence d'une phase de PseudoGap pour la susceptibilité de spin. Les diagrammes de phase sont similaires pour le Co et le Ru mais nos mesures montrent que la nature des phases antiferromagnétique et supraconductrice est en réalité qualitativement différente à l'échelle locale pour les deux types de substitution. Pour la substitution au Co réalisant un dopage électron, les phases électroniques sont homogènes et nous démontrons en particulier qu'à certains dopages, un ordre antiferromagnétique incommensurable coexiste avec la supraconductivité jusqu'à une échelle atomique, suggérant une nature itinérante du magnétisme et un état supraconducteur possédant une symétrie non conventionnelle. Pour la substitution isovalente au Ru, les phases électroniques sont inhomogènes à une échelle étonnamment faible, de l'ordre du nanomètre, mettant en jeu une coexistence entre magnétisme et supraconductivité très distribuée spatialement. Ce travail illustre la possibilité d'engendrer une phase supraconductrice non conventionnelle en déstabilisant une phase antiferromagnétique au moyen de mécanismes agissant soit dans l'espace réciproque (dopage électron), soit dans l'espace réel (substitution isovalente) et donnant lieu par ailleurs à une coexistence de ces phases de nature très différente dans les deux cas.
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Cette thèse porte sur l'étude des propriétés physiques du composé ferromagnétique-supraconducteur URhGe. Il s'agit de la première étude menée sur des échantillons se présentant sous forme onocristalline dans des conditions expérimentales extrêmes: très basse température, très haute pression hydrostatique et fort champ magnétique. Dans un premier temps nous décrivons la cristallogénèse et les traitements thermiques associés nécessaires à l'obtention de cristaux présentant des transitions résistives supraconductrices étroites et complètes. Dans un second temps nous présentons le diagramme de phase (P,T) réalisé à l'aide de mesures d'aimantation, transport et calorimétrie. Contrairement à son homologue UGe2 la température de Curie croit quasi linéairement jusqu'à 129 kbar. Parallèlement lé température critique supraconductrice et le moment ordonné diminuent de façon monotone. Nous reportons également l'influence des défauts cristallins et la première tentative de mesure de courant critique. Ces résultats démontrent que l'état fondamental de ce composé est supraconducteur non conventionnel. Finalement nous présentons les premières mesures du second champ critique obtenues sur de! monocristaux de qualité différente. La présence des domaines magnétiques au sein du condensât supraconducteur s'illustre par un saut de Hc2 au voisinage de Tc. La valeur de Hc2 au zéro absolu ainsi que la forte anisotropie observée mettent en évidence que la symétrie du paramètre d'ordre correspond trés certainement à un état polaire de spin triplet. Néanmoins nos mesures ne nous permettent pas d'exclure totalement un état singulet dans l'approximation d'un couplage électron-phonon fort.
Author: Florence Servant
Author: Florence Servant
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Author: Florence Servant
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