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Lepault, Stéphane. Etude de la reconstruction de la surface de Fermi des cuprates supraconducteurs dopés en trous

Lepault, Stéphane (2013). Etude de la reconstruction de la surface de Fermi des cuprates supraconducteurs dopés en trous.

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Résumé en francais

Cette thèse porte sur l'étude des propriétés électroniques des cuprates, supraconducteurs à haute température critique. Le diagramme de phase de cette famille de composé est très riche. En dopant ces composés, il est possible de changer le nombre de porteurs et ainsi d'explorer leur diagramme de phase. L'une des questions est de caractériser l'état fondamental à basse température dans la partie sous-dopée en trous du diagramme de phase. Ces dernières années, des oscillations quantiques ont été mesurées dans les cuprates, suggérant un état fondamental de type liquide de Fermi. Les oscillations observées dans le composé YBCO combinées à des mesures d'effet Hall et d'effet Seebeck montrent la présence de petites poches d'électron couvrant moins de 2 % de la première zone de Brillouin, 30 fois plus petites que la grande poche de trou prédite par les calculs de structure de bandes. L'approche de cette thèse est de considérer une reconstruction de la surface de Fermi provenant d'un ordre de charge bi-axial, comme le suggèrent de récentes mesures de RMN, de rayons X et d'ultrasons. Des mesures de transport et d'aimantation en champ magnétique pulsé jusqu'à 81 T ont été effectuées dans YBCO et dans Hg-1201à des températures allant de 1.5 K à 300 K. Cette thèse est divisée en trois parties : D'une part nous présentons des mesures d'oscillations quantiques dans YBCO sous champ magnétique pulsé pour des dopages compris entre 9.8 % et 12.3 %. L'analyse nous a permis de proposer une topologie de la surface de Fermi, qui est constituée de poches de type électron et de poche(s) de type trou. Un lien est établi entre les récentes mesures d'ordre de charge, la reconstruction de la surface de Fermi et la taille des poches mesurées. Ce scénario de reconstruction est également commenté au regard des autres sondes expérimentales et comparé aux autres scénarii envisageables. Une deuxième partie montre la restauration de la cohérence du transport interplan en dessous d'une température notée Tcoh sous champ magnétique, pour des échantillons de YBCO dont le dopage est compris entre 8.4 % et 12 %. Cette restauration de la cohérence est interprétée comme une conséquence de la reconstruction de la surface de Fermi. Enfin la dernière partie est consacrée à des mesures d'effet Hall dans Hg-1201, un système cuprate modèle. Nous avons mesuré un signe négatif de l'effet Hall à basse température et sous champ magnétique intense, mettant en évidence la présence de poches d'électron dans la surface de Fermi de ce composé. Par analogie avec YBCO, nous avons proposé qu'un mécanisme de reconstruction de la surface de Fermi par une onde de densité apparaît à basse température dans Hg-1201.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Proust, Cyril
Vignolles, David
Ecole doctorale:Sciences de la matière (SdM)
laboratoire/Unité de recherche :Laboratoire National des Champs Magnétiques Intenses (LNCMI), UPR 3228
Mots-clés libres :Supraconductivité - Magnéto-transport - Oscillations quantiques - Cuprates - Surface de Fermi - Ordre en compétition
Sujets :Physique
Déposé le :04 Nov 2013 10:48