Étude de supraconducteurs organiques sous champ magnétique élevé

par Brigitte Piveteau

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Denis Jérôme.

Soutenue en 1988

à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des Sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .


  • Résumé

    Nous proposons ici une étude de quelques sels de Bechgaard sous champ magnétique élevé. Un premier ensemble de conclusions découle d'expériences d'application d'un champ magnétique sur le composé (TMTSF)2PF6 à une pression légèrement supérieure à le pression critique. Nous avons montré qu'il se stabilise alors une phase semiconductrice où l'effet Hall a un comportement oscillatoire. Nous pensons qu'il s'agit d'une succession de transitions de phase induites par le champ magnétique. Ces mesures ainsi que celles de magnétorésistance nous ont permis de tracer un diagramme de phases (T,H) de (TMTSF) 2PF6 entre 0 et 4 K, et jusqu'à 9 T. La comparaison de nos résultats avec ceux obtenus antérieurement sur (TMTSF) 2Cl04 souligne l'importance de l'ordre anionique dans les sels de Bechgaard. Nous envisageons les différentes modifications à apporter à la théorie du nesting quantifié pour pouvoir expliquer nos mesures d'effet Hall. Nous présentons ensuite une étude de la magnétorésistance de (TMTSF)2PF6 sous pression. Il se manifeste un fort accroissement de la résistance de l'échantillon sous champ magnétique entre 30 et 4 K. Nous suggérons d'éclairer ces résultats par une théorie récente sur les corrélations électroniques. Celle-ci souligne l'importance des effets unidimensionnels dans les sels de Bechgard; un couplage d'échange interchaîne peut y assurer à la fois une transition vers un état antiferromagnétique isolant et l'existence de fortes fluctuations supraconductrices. Enfin, nous avons réalisé une étude thermodynamique des phases "onde de densité de spin" induites par le champ magnétique dans (TMTSF) 2Cl04. L'évaluation de la chaleur latente liée à chaque transition semble indiquer un changement de mécanisme de stabilisation vers 2 K. Ceci est en accord avec la théorie précédente sur les corrélations électroniques et milite donc en faveur d'une "ligne supplémentaire" dans le diagramme de phases.

  • Titre traduit

    Study of organic superconductors under high magnetic field


  • Résumé

    We have studied two Bechgaard salts under high magnetic field (0 < B < 12 T). These salts (TMTSF)2PF6 and (TMTSF) 2Cl04. ) are superconductor at low temperature (T 1. 1 K) but the first one needs an applied pressure of about ten kilobars to show superconductivity. Some years ago, it was found a quantified Hall effect on the C104 salt. A thorough study of properties of this compound, under high magnetic field, revealed that magnetic field induces a sequence of phase transitions, probably from one antiferromagnetic or spin density wave (SDW) state to another. We have realized Hall effect and transverse magnetoresistance measurements on (TMTSF)2PF6 in order to establish its phase diagram (T,H). We had to overcome a lot of experimental difficulties as the application of a ten kilobars pressure and the realisation of "good Hall contacts"; these technical aspects are developed before relating the ain results. Finally, we have found at 150 mK and 10 kbar the Hall effect oscillates around the zero value; there are not well marked flat plateaux. We made a Hall effect study between 0. 15 and 77 K in order to establish the phase diagram. In this thesis we discuss the main differences of the high field propertie between (TMTSF)2PF6 and (TMTSF)2C104; we try to present some possible modifications to the quantified nesting theory in order to explain the last results. We also present some magnetoresistance measurements in the metallic state of (TMTSF)2PF6. It seems that magnetoresistance is high but there are little explications of this effect. In the whole study, we always try to compare our results with those obtained on (TMTSF)2C104 at different cooling rates. The second main experimental topic is a thermodynamic study of the field induced phase transitions in (TMTSF) 2C1O4. We realised it with a new and original differential thermic analysis technique. We have shown the SDW/SDW transitions are first order. Then, we compare the total entropy involved in these transitions with the conduction electron entropy; below 2 K, these two values are approximately equal so that we think a longitudinal SDW nesting vector isn't possible at law temperatures. We discuss these results within a recent theory of electronic correlations in Bechgaard salts.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (172 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(1988)330
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