Magnétisme induit par des impuretés dans l'état normal et supraconducteur de cuprates YBa2Cu3O6+delta

par Safia Ouazi

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Henri Alloul.


  • Résumé

    Les propriétés électroniques des cuprates supraconducteurs diffèrent en tout point de celles des métaux conventionnels. De plus, le mécanisme à l'origine de la supraconductivité n'est pas établi. La présence de corrélations antiferromagnétiques pourrait jouer un rôle crucial dans la formation de l'état supraconducteur et est un ingrédient essentiel de la physique des plans supraconducteurs CuO2. A l'heure actuelle, une caractérisation non ambigue͏̈ de ces corrélations manque encore. Nous proposons pour cela de caractériser spatialement la réponse des pians CuO2 à la présence d'impuretés atomiques substituées en site Cu des plans CuO2. L'aimantation alternée induite par les impuretés est en effet une signature des corrélations magnétiques. Des mesures de Résonance Magnétique Nucléaire de différents types de noyaux nous ont permis pour la première fois de mesurer de façon univoque la forme et l'extension de cette aimantation induite, dans l'état normal de cuprates sousdopé jusqu'à légèrement surdopé. Nous trouvons une polarisation alternée d'enveloppe exponentielle dont l'extension augmente quand la température diminue, jusqu'à environ six mailles au-dessus de la température critique Tc dans le régime sousdopé. Lorsque le dopage augmente, l'amplitude et l'extension diminuent de moitié. Dans l'état supraconducteur, après correction des effets dus aux vortex, nos mesures montrent : i) la survie de l'aimantation alternée, et donc des corrélations magnétiques pour T<Tc et ii) de la densité d'état induite dans le gap supraconducteur par les impuretés nonmagnétiques uniquement, à une énergie proche de l'énergie de Fermi, dont nous déterminons également la dépendance spatiale.


  • Résumé

    The electronic properties of cuprates superconductors differ totally from those of conventionnal metals. The mechanism at the origin of superconductivity is still not elucidated. The presence of antiferromagnetic correlations could play a crucial role for the formation of superconducting state and these correlations are an essential ingredient to describe theoretically the CuO2 planes. But at the present, an unambiguous characterization of the correlations is missing. We propose to characterize spatially the CuO2 planes response to atomic impurities substituted to the Cu site of CuO2 planes. The impurity-induced alternated magnetization is a signature of magnetic correlations. Nuclear Magnetic Resonance measurements of different nuclei types allowed us to measure, for the first time, the shape and extension of this induced magnetization, in the normal state of cuprates from underdoped up to slightly overdoped. We find that the alternated polarization envelope has an exponential shape whose extension increases when the temperature decreases, up to six lattice units just above the critical temperature Tc in the underdoped regime. When the doping increases, the amplitude and extension are both twice reduced. In the superconducting state, our measurements show, after correction from vortices effects : i) the survivance of the alternated magnetization, then of the magnetic correlations for T<Tc and ii) the existence of impurity-induced density of states in the superconducting gap, at an energy near the Fermi energy. Hereagain, we succeed in characterize spatially these effects.

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Informations

  • Détails : 219 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.207-212

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2004)135
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