Etude experimentale de la transition metal-isolant dans les quasicristaux

par JULIEN DELAHAYE

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Claire Berger.

Soutenue en 2000

à Grenoble 1 .

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  • Résumé

    Ce travail est consacre a l'etude experimentale des proprietes electroniques des phases icosaedriques (i-) a base d'al, thermodynamiquement stables et de grande qualite structurale. Bien qu'il s'agisse d'alliages ordonnes a base de metaux, leur resistivite augmente quand la temperature diminue de 300k a 4k, jusqu'a un facteur 200 dans la phase i-alpdre ou la resistivite a 4k depasse 1cm. L'origine de ces comportements a suscite de nombreux travaux theoriques et experimentaux, et des arguments reposant sur l'existence dans les modeles quasiperiodiques parfaits de regimes de diffusion anormale et de fonctions d'onde critiques ont ete proposes. Dans les quasicristaux reels, il faudra tenir compte d'un desordre residuel et des interactions entre electrons, phenomenes qui peuvent conduire a la transition metal-isolant (tmi) de mott-anderson. Nous nous sommes d'abord interesses a l'existence d'une tmi dans la phase la plus resistive i-alpdre. Nous avons pu montrer grace a des mesures de la conductivite jusqu'a 20mk qu'une tmi etait bien franchie dans cette phase. Nos echantillons sont des rubans produits par trempe sur roue, caracterises structuralement et chimiquement et qui peuvent se trouver selon leurs resistivites de part et d'autre de la tmi. Nous avons propose pour l'ensemble de nos rubans une interpretation des dependances de la conductivite avec la temperature en dessous de 300k, basee sur les modeles de la tmi de mott-anderson. Nous avons ensuite etudie la densite d'etats electroniques (dos) pres du niveau de fermi dans les phases i-alcufe, i-alpdmn et i-alpdre, par des experiences de spectroscopie tunnel et de photoemission. Nos analyses s'accordent sur une singularite de la dos centree au niveau de fermi et variant comme une racine carree de l'energie. Ce type de singularite est une signature des effets de desordre et d'interactions entre electrons, ce qui confirme l'influence de ces deux parametres dans la tmi que nous observons.


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Informations

  • Détails : 273 p.
  • Annexes : 245 ref.

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