Élaboration, étude structurale et caractérisation des propriétés supraconductrices de cuprates de plomb a structures en couches PDF Download
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Book Description
la synthèse de nouveaux cuprates de plomb, leurs structures et la caractérisation de leurs propriétés physiques ont été étudiées. L'existence de deux degrés d'oxydation possibles pour le plomb, Pb#2#+ et Pb#4#+, conduit a deux groupes de familles structurales aux structures et comportements très différents. Pour la première fois, de nouveaux supraconducteurs de formulation (Pb#0#,#5a#0#,#5)sr#2(y#1#-#xca#x)cu#2o#7, avec a=sr ou ca, ont été isoles. Ces oxydes possèdent une structure de type 1212, formée par l'inter croissance de deux couches de type nacl avec une double couche perovskite déficitaire en oxygène. Le domaine d'homogeneite de la phase est 0x0,6 mais le comportement supraconducteur n'est observe que dans le domaine 0,5x0,6 avec des tc pouvant atteindre 90 k. L'étude des paramètres de synthèse, composition et pression partielle en oxygène, ont montre le rôle important de ces facteurs sur la stabilisation et l'optimisation des propriétés supraconductrices de ces phases. La caractérisation microstructurale par microscopie électronique a mis en évidence l'existence de nombreux phénomènes ordre-desordre. Trois nouvelles phases ou le plomb est au degré d'oxydation ii ont également été isolées. La première phase, pbbasrycu#3o#7, possède une structure de type 0223 résultant de l'intercroissance d'une simple couche de type nacl et d'une triple couche perovskite déficitaire en oxygène, parfaitement ordonnée. La stereoactivite du doublet 6 s#2 de pb#2#+ permet de stabiliser une couche de cu#+ en coordinence ii; les deux autres couches perovskites présentent deux couches de cuivre en coordinence pyramidale. Une importante non-stchiometrie en oxygène peut être observée qui induit des déplacements modules des autres atomes de la structure. Les deux autres phases pbba#0#,#8sr#1#,#2prcecu#3o#9 et pb#2sr#2lncecu#3o#1#0 présentent également le plomb au degré d'oxydation ii; elles résultent d'un même mécanisme structural base sur l'intercalation d'une couche supplémentaire lno#2 de type fluorine entre les deux couches de cuivre en coordinence pyramidale des structures pbbasrycu#3o#7 et de pb#2sr#2ycu#3o#8, respectivement. Ces phases sont parfaitement ordonnées; aucun caractère diamagnétique n'a été mis en évidence
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la synthèse de nouveaux cuprates de plomb, leurs structures et la caractérisation de leurs propriétés physiques ont été étudiées. L'existence de deux degrés d'oxydation possibles pour le plomb, Pb#2#+ et Pb#4#+, conduit a deux groupes de familles structurales aux structures et comportements très différents. Pour la première fois, de nouveaux supraconducteurs de formulation (Pb#0#,#5a#0#,#5)sr#2(y#1#-#xca#x)cu#2o#7, avec a=sr ou ca, ont été isoles. Ces oxydes possèdent une structure de type 1212, formée par l'inter croissance de deux couches de type nacl avec une double couche perovskite déficitaire en oxygène. Le domaine d'homogeneite de la phase est 0x0,6 mais le comportement supraconducteur n'est observe que dans le domaine 0,5x0,6 avec des tc pouvant atteindre 90 k. L'étude des paramètres de synthèse, composition et pression partielle en oxygène, ont montre le rôle important de ces facteurs sur la stabilisation et l'optimisation des propriétés supraconductrices de ces phases. La caractérisation microstructurale par microscopie électronique a mis en évidence l'existence de nombreux phénomènes ordre-desordre. Trois nouvelles phases ou le plomb est au degré d'oxydation ii ont également été isolées. La première phase, pbbasrycu#3o#7, possède une structure de type 0223 résultant de l'intercroissance d'une simple couche de type nacl et d'une triple couche perovskite déficitaire en oxygène, parfaitement ordonnée. La stereoactivite du doublet 6 s#2 de pb#2#+ permet de stabiliser une couche de cu#+ en coordinence ii; les deux autres couches perovskites présentent deux couches de cuivre en coordinence pyramidale. Une importante non-stchiometrie en oxygène peut être observée qui induit des déplacements modules des autres atomes de la structure. Les deux autres phases pbba#0#,#8sr#1#,#2prcecu#3o#9 et pb#2sr#2lncecu#3o#1#0 présentent également le plomb au degré d'oxydation ii; elles résultent d'un même mécanisme structural base sur l'intercalation d'une couche supplémentaire lno#2 de type fluorine entre les deux couches de cuivre en coordinence pyramidale des structures pbbasrycu#3o#7 et de pb#2sr#2ycu#3o#8, respectivement. Ces phases sont parfaitement ordonnées; aucun caractère diamagnétique n'a été mis en évidence
Author: PHILIPPE.. DANIEL Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 182
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NOUS AVONS ETUDIE LA SYNTHESE ET LA CARACTERISATION DE NOUVEAUX OXYDES SUPRACONDUCTEURS A BASE DE PLOMB (PB,A)SR#2(Y,CA)CU#2O#7## (A = MG, ZN, NI, SC, FE, GA ET CD) ET (PB,HG)(SR,LA)#2CUO#4#+# DE TYPES RESPECTIFS PB-1212 ET PB-1201. LES RESULTATS OBTENUS PERMETTENT DE DEMONTRER QUE LES COUCHES INTERMEDIAIRES (PB,A)O SONT TRES FLEXIBLES ET CAPABLES D'ACCUEILLIR UNE GRANDE DIVERSITE DE CATIONS. LES PROPRIETES SUPRACONDUCTRICES DE CES PHASES PEUVENT ETRE AMELIOREES PAR RECUIT SOUS PRESSION OU FLUX D'OXYGENE. LE COMPORTEMENT DU PLOMB, AU SEIN DE CES PLANS, APPARAIT DEPENDRE DE LA NATURE DU CATION A ASSOCIE. L'ETUDE STRUCTURALE SUR MONOCRISTAL DE L'OXYDE (PB,CD)SR#2YCU#2O#7 A AINSI DEMONTRE LA COMPLEXITE DE COMPOSITION ET DE DISTRIBUTION DES ATOMES DANS LES PLANS (PB,CD)O. LA SUBSTITUTION DU CUIVRE PAR LE FER ET L'OBTENTION DE DEUX SERIES ORIGINALES D'OXYDES DE FER (TL#1#-#XPB#X)SR#3FE#2O#8 ET (TL#1#-#XPB#X)SR#4FE#2O#9 DE STRUCTURES ANALOGUES AUX CUPRATES SUPRACONDUCTEURS DE TYPES 1212 ET 1201-0201 NOUS ONT PERMIS D'UTILISER LA SPECTROSCOPIE MOSSBAUER DU #5#7FE COMME MOYEN D'INVESTIGATION LOCAL. L'EXISTENCE DE PLUSIEURS SITES MOSSBAUER EST AINSI MISE EN EVIDENCE POUR LES ATOMES DE FER QUI PRESENTENT LA DOUBLE VALENCE FE#3#+/FE#4#+. LA STRUCTURE DES PLANS (TL,PB)O A ETE ETABLIE PAR DIFFRACTION DES NEUTRONS ET DES RAYONS X. ELLE IMPLIQUE DES MISES EN ORDRE LOCALES DES ATOMES QUI AFFECTENT UNIQUEMENT LES CATIONS (CAS DES PLANS TLO) OU SIMULTANEMENT LES CATIONS ET LES ANIONS (CAS DES PLANS PBO) CONDUISANT, POUR LES IONS TL#3#+, A UNE COORDINENCE TETRAEDRIQUE ET, POUR LES IONS PB#4#+, A UNE COORDINENCE OCTAEDRIQUE. LA DIFFICULTE DE STABILISATION DES TETRAEDRES PBO#4 EST DEMONTREE PAR L'OBTENTION DES PHASES DEFICITAIRES PB#1#-#YSR#4FE#2O#9 ET (PB,A)#1#-#YSR#4FE#2O#9 (A = HG, CD) (0Y0,2)
Author: Pierre Louis Reydet Publisher: ISBN: Category : Languages : fr 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
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LES CUPRATES SONT LES MATERIAUX QUI ONT PERMIS D'ATTEINDRE, A CE JOUR, LES TEMPERATURES DE TRANSITION SUPRACONDUCTRICES LES PLUS ELEVEES. CEPENDANT, LES MECANISMES DE LA SUPRACONDUCTIVITE A HAUTE TEMPERATURE CRITIQUE SONT ENCORE MAL CONNUS. UNE MEILLEURE COMPREHENSION DE CE PHENOMENE PASSE NECESSAIREMENT PAR L'ACCUMULATION D'UN GRAND NOMBRE DE DONNEES ET D'ANALYSES EXPERIMENTALES SUR LES CUPRATES SUPRACONDUCTEURS OU SUR DES PHASES VOISINES. L'ACTIVITE DE L'EQUIPE SURFACES ET SUPRACONDUCTEURS DE L'ESPCI, AU SEIN DE LAQUELLE A ETE REALISE LE TRAVAIL PRESENTE ICI, S'INSCRIT A LA FOIS DANS LA RECHERCHE DE NOUVEAUX COMPOSES VOISINS DES CUPRATES, ET DANS LE PERFECTIONNEMENT D'UNE METHODE DE SYNTHESE ADAPTEE A CES MATERIAUX: L'EPITAXIE PAR JETS MOLECULAIRES. CETTE METHODE PERMET L'ELABORATION DE MATERIAUX A STRUCTURE LAMELLAIRE SOUS FORME DE MONOCRISTAUX EN COUCHES ULTRA-MINCES DEPOSEES SUR UN SUBSTRAT. CE TRAVAIL PRESENTE LES TECHNIQUES EXPERIMENTALES UTILISEES POUR LA CARACTERISATION DES ECHANTILLONS EN FILMS MINCES EN VUE D'ETUDIER LEUR COMPOSITION CHIMIQUE, LEUR STRUCTURE CRISTALLINE ET LEUR PROPRIETES DE TRANSPORT ELECTRONIQUE. LES RESULTATS OBTENUS SONT UTILISES POUR L'OPTIMISATION DES PARAMETRES DE DEPOT. DES ETUDES PHYSIQUES PLUS SPECIFIQUES SONT EFFECTUEES SUR QUELQUES ECHANTILLONS. LA DIFFRACTION X QUATRE CERCLES PERMET DES ANALYSES DE STRUCTURE PLUS FINES. NOUS AVONS, EN PARTICULIER, ETUDIE LES COMPOSES A ECHELLES. NOUS AVONS EXAMINE LA POSSIBILITE DE DETECTER L'OXYGENE APICAL PAR ABSORPTION DES RAYONS X, PRES DU SEUIL K DU CUIVRE, ET MONTRE QUE CETTE METHODE ETAIT SENSIBLE AU NOMBRE D'ATOMES D'OXYGENE APICAL PAR SITE DE CUIVRE. NOUS AVONS ADAPTE LA TECHNIQUE DE PHOTOEMISSION RESOLUE EN ANGLE A L'ETUDE DE LA SURFACE DE FERMI DES CUPRATES AU BISMUTH LORSQU'ILS SE PRESENTENT SOUS FORME DE COUCHES MINCES
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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
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DES COUCHES SUPRACONDUCTRICES ONT ETE ELABOREES ET CARACTERISEES PAR DIFFERENTES METHODES. LA PREMIERE TECHNIQUE EST LA SERIGRAPHIE. DES COUCHES EPAISSES DE YBA#2CU#3O#7 ONT ETE DEPOSEES. LES TRAITEMENTS THERMIQUES ONT ETE ADAPTES A CHAQUE TYPE DE SUBSTRAT ETUDIE. APRES OPTIMISATION DES RECUITS, LES DENSITES DE COURANT CRITIQUE (JC) SONT DE 3000 A/CM#2 A 77 K SUR SUBSTRATS POLYCRISTALLINS DE ZIRCONE. CES COUCHES ONT SERVI A LA REALISATION DE SQUID DC. DES TEMPERATURES CRITIQUES (TC) SUPERIEURES A 100 K ONT ETE OBTENUES SUR DES COUCHES SERIGRAPHIEES DE (BI, PB)#2SR#2CA#2CU#3O#1#0. UN DISPOSITIF D'ABLATION LASER A ETE UTILISE POUR DEPOSER DES COUCHES MINCES. APRES UNE ETUDE DES CONDITIONS DE DEPOT ET DES RECUITS A HAUTE TEMPERATURE, DES FILMS DE BI#2SR#2CACU#2O#8 (2212) ONT ETE ELABORES. ILS ONT ETE CARACTERISES STRUCTURALEMENT ET PHYSIQUEMENT. DES RECUITS A BASSE TEMPERATURE SOUS FLUX D'ARGON ONT PERMIS D'OPTIMISER LES IC. DIFFERENTES SUBSTITUTIONS (PB, Y, LI) DANS CES COUCHES ONT MISE EN EVIDENCE DES COMPORTEMENTS PROCHES DE CEUX DES COMPOSES MASSIFS. DES COUCHES MINCES DE (BI,PB)#2SR#2CA#2CU#3O#1#0 ONT EGALEMENT ETE DEPOSEES. MALGRE L'ETUDE DE L'INFLUENCE DE LA CONCENTRATION EN PLOMB ET DES TRAITEMENTS THERMIQUES, LA PHASE 2223 N'EST PAS MAJORITAIRE. LES PROPRIETES SUPRACONDUCTRICES SONT TOUTEFOIS INTERESSANTES (TC=110 K). LA DERNIERE PARTIE DE CE TRAVAIL CONCERNE LA REALISATION DE COUCHES MINCES DE BI#2SR#2CACU#2O#8 IN SITU PAR ABLATION LASER. LES CONDITIONS DE DEPOT ONT ETE CERNEES. DES AJOUTS DE LITHIUM DIMINUENT LA TEMPERATURE DE FORMATION DE LA PHASE 2212. DES TC DE 70 K ONT ETE OBTENUES, MAIS PLUSIEURS PARAMETRES EXPERIMENTAUX RESTENT CEPENDANT A DETERMINER
Author: SYLVIE.. MALO Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 163
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L'ETUDE STRUCTURALE DES CUPRATES DE MERCURE SUBSTITUES (HG/M)BA#2CA#M##1CU#MO#Y (M = 1, 2 ET 3) MONTRE QUE, DANS LE CAS DU VANADIUM ET DU CHROME, L'ELEMENT DE TRANSITION SE TROUVE EN COORDINENCE TETRAEDRIQUE. CETTE SUBSTITUTION NE GENERE PAS DE MISE EN ORDRE A GRANDE DISTANCE AU SEIN DE LA COUCHE MIXTE (HG,M)O. TOUS CES MATERIAUX SONT SUPRACONDUCTEURS. DANS LES CUPRATES SUBSTITUES AU VANADIUM, LA SUBSTITUTION BA/SR PROVOQUE, DANS LE CAS DES 1201 (M = 1), UNE EVOLUTION DES DES CARACTERISTIQUES SUPRACONDUCTRICES. PAR CONTRE, DANS LE CAS DES 1212 (M = 2), CETTE SUBSTITUTION N'ENTRAINE PAS DE VARIATION DE LA TEMPERATURE CRITIQUE (T#C). LES OXYCARBONATES HG#0#,#5M#0#,#5SR#4CU#2(CO#3)O#7 ONT ETE SYNTHETISES POUR M = CR ET MO. LEUR STRUCTURE RESULTE DE L'INTERCROISSANCE DE MOTIFS DE TYPE 1201 ET SR#2CUO#2CO#3. L'ETUDE PAR DIFFRACTION DE NEUTRONS ET PAR MICROSCOPIE ELECTRONIQUE HAUTE RESOLUTION PERMET DE PRECISER L'ARRANGEMENT DES CARBONATES AU SEIN DE CES MATERIAUX (ROTATION DE 90 ENTRE DEUX GROUPEMENTS VOISINS DANS UNE MEME COUCHE) ET LA COORDINENCE TETRAEDRIQUE DE L'ELEMENT DE TRANSITION. LES PROPRIETES SUPRACONDUCTRICES SONT INTERESSANTES PUISQUE LA T#C ATTEIND 74 K DANS LE CAS DU MOLYBDENE. L'ETUDE DES OXYCARBONATES HG#1##YV#YSR#4##XBA#XCU#2(CO#3)O#7## PERMET D'ISOLER, POUR LA PREMIERE FOIS AU SEIN D'UN MEME SYSTEME, LES TROIS TYPES STRUCTURAUX : NON-CISAILLE, CISAILLE (110)#P ET CISAILLE (100)#P. LES COMPOSES CORRESPONDANT AUX TRANSITIONS STRUCTURALES PRESENTENT DES PHENOMENES DE CISAILLEMENT COMPLEXES. TOUS CES COMPOSES SONT SUPRACONDUCTEURS AVEC UNE T#C DIMINUANT LORSQUE LE TAUX DE BARYUM AUGMENTE. ENFIN, L'ETUDE DU SYSTEME BA/CA/CU/O A PERMIS DE DECOUVRIR UNE NOUVELLE FAMILLE DE SUPRACONDUCTEURS CARACTERISES PAR UNE STRUCTURE PROCHE DE CELLE DES 1223 ET UNE T#C SUPERIEURE A 100 K. UNE NOUVELLE PHASE, BA#3#6CA#2CU#3#2O#Y A ETE EGALEMENT ISOLEE, ELLE PRESENTE UNE STRUCTURE ORIGINALE DERIVANT DE LA STRUCTURE BACUO#2#+#X CARACTERISEE PAR UN EMPILEMENT DE TYPE 4H.
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Les études concernent le développement de dispositifs supraconducteurs de détection de photon unique. Le nitrure niobium (NbN) est un matériau adapté à l'élaboration de fils supraconducteurs de la cible du détecteur. Ces travaux ouvrent des perspectives sur l'élaboration de films de nitrure de niobium épitaxié sur saphir par la méthode de dépôt chimique en phase vapeur (CVD). L'élaboration des films minces (5-100 nm) est effectuée à haute température (1000°C à 1300°C) à partir de chlorure de niobium et d'ammoniaque dilués dans l'hydrogène (H2-NH3-NbCl5). Les substrats sont du saphir monocristallin (Al2O3) orienté (0002), du nitrure d'aluminium (AlN) orienté (0002) et de 'oxyde de magnésium (MgO) orienté (100).L'étude des relations d'épitaxie au cours de la croissance du nitrure de niobium sur le substrat de saphir a tout d'abord été effectuée. L'observation des microstructures et des orientations cristallines des différents films élaborés a permis de mettre en évidence les relations existant entre l'état de surface du substrat et le mode de croissance du NbN. Les perspectives d'utilisation de substrats monocristallins de type MgO et AlN sont présentées en conclusion.L'étude du procédé de croissance et les relations existant entre les conditions d'élaboration et la "qualité" des films minces a permis de dégager les fenêtres expérimentales conduisant à une croissance épitaxiale. L'énergie d'activation des réactions de croissance et les conditions de sursaturation propices à la croissance épitaxiale ont été calculées.L'étude des relations entre les propriétés structurales et les caractéristiques supraconductrices des films a permis de relier la température de transition supraconductrice à la densité de défauts atomiques, aux défauts microstructuraux, à l'épaisseur des films élaborés et à leur état de contrainte. Il existe une relation linéaire entre l'espace interréticulaire des plans parallèles au substrat et la température de transition supraconductrice.Enfin, l'étude de la durabilité des films ultraminces (5 - 8 nm) de nitrure de niobium a été menée. Dans cette étude les propriétés électriques et supraconductrices de films élaborés à 1000°C et 1200°C sur des substrats de saphir et de couches épitaxiales d'AlN ont été analysées sur une durée de six mois. Les propriétés des films évoluent surtout au cours du premier mois. Le dépôt effectué à haute température permet de limiter la dégradation rapide des films et de conserver leurs propriétés supraconductrices.
Author: Michael Schwerdtfeger Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 217
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CE TRAVAIL EST CONSACRE A L'ELABORATION ET A LA CARACTERISATION STRUCTURALE ET ELECTRIQUE DE MULTICOUCHES SUPRACONDUCTRICES DE TYPE YBA#2CU#3O#7#-#/LA#2#-#XSR#XCUO#4 (YBCO/LASRCUO). DEUX DOPAGES DIFFERENTS EN STRONTIUM ONT ETE CHOISIS AFIN DE SEPARER LES COUCHES D'YBCO SOIT PAR DES COUCHES SEMI-ISOLANTES DE LA#2CUO#4 (LCO) POUR X=0, SOIT PAR DES COUCHES METALLIQUES DE LA#1#,#8#5SR#0#,#1#5CUO#4 (LSCO) POUR X=0,15. LE PRINCIPAL OBJECTIF DE CE TRAVAIL EST DONC D'ETUDIER COMMENT L'INTERCALATION DE COUCHES DE LASRCUO, DE NATURE ET D'EPAISSEUR DIFFERENTES, AFFECTE LA DIMENSIONNALITE ET L'ANISOTROPIE DE CES SYSTEMES. LES ECHANTILLONS SONT ELABORES PAR PHOTO-ABLATION AVEC UN LASER EXCIMERE D'UNE LONGUEUR D'ONDE DE 248 NM (KRF). UNE ETUDE PREALABLE, PORTANT SUR LES PROPRIETES STRUCTURALES ET ELECTRIQUES DE COUCHES MINCES D'YBCO, DE LCO ET DE LSCO, A PERMIS DE CONSTITUER UNE BASE DE REFERENCE POUR L'ETUDE DU COMPORTEMENT DES MULTICOUCHES. LES PROPRIETES STRUCTURALES ET MORPHOLOGIQUES ONT ETE ANALYSEES PAR DIFFRACTION DE RAYONS X, PAR RBS ET PAR MICROSCOPIE ELECTRONIQUE. EN PARTICULIER LES FIGURES DE POLES X ONT REVELE LA ROTATION DES AXES A ET B DES COUCHES DE LCO DE 45 PAR RAPPORT AUX AXES DES SUBSTRATS DE SRTIO#3. L'ETUDE DE LA MAGNETORESISTANCE ET DES FLUCTUATIONS DE CONDUCTANCE DES COUCHES D'YBCO A MONTRE QUE CE COMPOSE EST MODEREMENT ANISOTROPE ET QU'IL NE PRESENTE PAS UN COMPORTEMENT PUREMENT BIDIMENSIONNEL. LA DERNIERE PARTIE DE CE MEMOIRE EST CONSACREE A L'ETUDE DES PROPRIETES DES MULTICOUCHES. AINSI, LA DIFFRACTION DE RAYONS X A PERMIS DE CONSTATER LA BONNE QUALITE EPITAXIALE DES ECHANTILLONS, AVEC UNE ROTATION DE 45 DES AXES A ET B DES COUCHES DE LCO PAR RAPPORT AUX AXES DES SUBSTRATS ET DES COUCHES D'YBCO. CETTE ETUDE A EGALEMENT REVELE LA PRESENCE PROBABLE DE CONTRAINTES AUX INTERFACES ENTRE LES COUCHES D'YBCO ET LES COUCHES DE LASRCUO. A PARTIR DE L'ANALYSE DE LA TRANSITION RESISTIVE, DES FLUCTUATIONS DE CONDUCTANCE ET DE LA MAGNETORESISTANCE, IL A ETE MONTRE QUE LE DECOUPLAGE DES COUCHES D'YBCO PAR DES COUCHES DE LASRCUO D'EPAISSEUR CROISSANTE RESULTE EN UN ABAISSEMENT DE LA TEMPERATURE CRITIQUE, LA SUPPRESSION DU PASSAGE D'UN REGIME BIDIMENSIONNEL A UN REGIME TRIDIMENSIONNEL ET UNE ANISOTROPIE ACCRUE
Author: Thierry Rouillon
Author: Thierry Rouillon
Author: PHILIPPE.. DANIEL
Author: Pierre Louis Reydet
Author: CHRISTOPHE.. HATTERER
Author: FREDERIC.. GUEMAS
Author: Thierry Brousse
Author: Sovannary Phok
Author: SYLVIE.. MALO
Author: Manoël Jacquemin
Author: Michael Schwerdtfeger