Proprietes de transport de films de bi#2sr#2cuo#6 et de multicouches supraconductrices bi#2sr#2cacu#2o#8 /bi#2sr#2cuo#6 prepares par pulverisation cathodique

par HACENE RIFI

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de H. RAFFY.

Soutenue en 1996

à Paris 11 .

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  • Résumé

    Nous avons elabore par pulverisation cathodique suivant le procede in-situ des films de la famille bi#2sr#2ca#n#-#1cu#no#2#n#+#4 (avec n=1 (bi-2201) et n=2 (bi-2212)) et des multicouches bi#2sr#2cacu#2o#8/bi#2sr#2cuo#6 (bi-2212/bi-2201). Les multicouches, composees d'un empilement sequentiel de couches supraconductrices de la phase bi-2212 et de couches separatrices de la phase bi-2201, permettent de modeliser la structure lamellaire des supraconducteurs a haute temperature critique (shtc). Ces echantillons sont epitaxies et orientes avec l'axe cristallographique c perpendiculaire au plan du substrat. Ils nous ont permis d'etudier la nature electronique de l'etat normal en fonction du dopage en oxygene ainsi que l'influence de differentes temperatures critiques (t#c), differents degres de dopage et differentes distances s separant les plans supraconducteurs sur l'anisotropie sous champ magnetique dans l'etat supraconducteur des shtc. En effet, nous montrons que les films de la phase bi-2201 presentent un comportement metallique, supraconducteur ou isolant aux basses temperatures en fonction des conditions d'oxygenation au moment de leur preparation (pour cette phase, s12a et t#c>0k alors que pour la phase bi-2212, s15a et t#c5k). De plus, les couches suroxygenees de la phase bi-2201 associees a des couches ultrafines de la phase bi-2212 favorisent l'obtention de t#c elevee dans les multicouches: lorsque 15a de la phase bi-2212 (la plus petite unite supraconductrice possible) sont separees par environ 24a de la phase bi-2201, nous obtenons t#c=94k depassant de 15 a 20k celle des films de la phase bi-2212 prepares dans les memes conditions. Dans l'etat normal, nous avons etudie les lois de variation en temperature de la resistivite et de l'effet hall de films de la phase bi-2201 a differents etats d'oxydation. Nous avons recherche le domaine en temperature ou l'on observe une dependance lineaire en t ou en t#2 de la resistivite. Nous constatons que les variations en t de la resistivite des etats suroxygenes sont bien decrites par une loi empirique applicable aussi aux phases suroxygenees la#2#-#xsr#xcuo#4 et tl#2ba#2cuo#6. Le coefficient de hall (r#h) de nos films de la phase bi-2201 est en bon accord avec celui des monocristaux. Cependant, nous montrons que quelque soit le degre de dopage en oxygene, 1/r#h augmente assez brutalement en dessous de 50-60k, que la cotangente de l'angle de hall suit bien une variation lineaire en t#2 mais avec une deviation en dessous d'une temperature relativement elevee pour les etats suroxygenes ou fortement sous-oxygenes. Nous avons aussi presente les premiers resultats d'effet hall de la phase bi-2201 obtenus dans l'etat mixte. L'etude de la dependance angulaire de la magnetoresistance (h>0t et 1,5ktt#c) montre que la magnetoresistance des multicouches depend essentiellement de la composante perpendiculaire aux plans supraconducteurs du champ magnetique applique, comme dans le cas de la phase bi-2212. Cependant, les multicouches sont beaucoup plus anisotropes. Pour les multicouches etudiees, t#c=94k avec s40a et t#c=90k avec s64a (dans les deux cas, l'epaisseur de la phase bi-2212 est de 15a). Pour interpreter les resultats des films supraconducteurs de la phase bi-2201, il faut aussi tenir compte de la contribution de la composante parallele du champ magnetique. Les films de cette phase sont beaucoup moins anisotropes que ceux de la phase bi-2212 et peuvent presenter un comportement 3d anisotrope avec une anisotropie de l'ordre de 6. Lorsque t#c est suffisamment elevee, la phase bi-2201 ne presente ni un comportement 2d ni un comportement 3d et on observe une dependance en h, t et t#c de son anisotropie. L'application d'un champ magnetique de 20t perpendicualire aux plans supraconducteurs permet de retablir ou d'approcher l'etat normal de la phase bi-2201. La variation en temperature du champ magnetique necessaire pour detruire la supraconductivite est differente de celle obtenue pour les supraconducteurs conventionnels


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  • Détails : 187 P.
  • Annexes : 174 REF.

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  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH2014-013047
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