Etude des fluctuations supraconductrices de films minces de Bi2Sr2CuO6+delta en fonction du dopage

par Imen Sfar

Thèse de doctorat en Physique des solides

Sous la direction de Hélène Raffy.


  • Résumé

    Cette thèse est une étude complète en fonction du dopage p du comportement des fluctuations supraconductrices, linéaires et non linéaires, de conductivité de films minces épitaxiés du composé Bi2Sr2CuO6+y Ce cuprate, qui présente une distorsion structurale et une température critique Tcmax de 20 K seulement, est l’un des rares systèmes dont le diagramme de phase température-dopage peut être parcouru de très sous-dopé à très surdopé. Les mesures ont été menées sur un même film dont le dopage a été varié de façon réversible par des recuits sous pression contrôlée d’oxygène. L’analyse, en fonction du dopage, des fluctuations linéaires et non linéaires (injection de forts courants) a permis de mettre en évidence un comportement universel des fluctuations, dont l’amplitude ne dépend que du rapport T/Tc. L’étude des fluctuations non linéaires a aussi permis de déterminer un champ électrique caractéristique de réduction des fluctuations Ec qui varie comme Tc en fonction de p, mais qui est de deux ordres de grandeur plus faible que prévu théoriquement (théories des fluctuations Gaussiennes et critiques). Cette valeur anormalement faible de Ec peut être attribuée à l’existence de fluctuations exotiques de type vortex à l’état normal, une hétérogénéité de Tc, la présence d’un désordre structural (hypothèse la plus pertinente), ou à l’existence d’une certaine forme de granularité. La modélisation de cette granularité a été entreprise en adaptant au cas granulaire un modèle théorique permettant de rendre compte du renforcement de la réduction de l’excès de conductivité sous champ électrique en tenant compte de la contribution des fluctuations critiques dans un supraconducteur.

  • Titre traduit

    Doping dependent study of superconducting fluctuations in Bi2Sr2CuO6+delta epitaxial thin films


  • Résumé

    This work is a complete study of linear and non linear fluctuation conductivity versus doping in thin epitaxial films of Bi2Sr2CuO6+ compound. Compared to other cuprates, this compound exhibits a structural distortion, a low critical temperature (Tcmax ~ 20 K only) and is one of the few systems that can be completely investigated from strongly underdoped to strongly overdoped states. The measurements were carried out on a single film, in which doping was varied by low temperature annealing treatments under controlled oxygen pressure. The analysis of linear and non linear fluctuations (observed by injecting high current densities) as a function of doping allowed us to highlight a universal behaviour of fluctuation amplitude which only depends on the ratio T/Tc. Moreover the study of non linear fluctuations leads to the determination of a characteristic electric field Ec which varies like Tc as a function of doping. Importantly, the amplitude of Ec is found to be two orders of magnitude smaller than the theoretically predicted one (Gaussian and critical fluctuation theories). The reasons for this abnormally low value of Ec are discussed in this thesis: namely the existence of vortex-like exotic fluctuations in the normal state, an heterogeneity of Tc, the structural distortion (the most relevant assumption), or the existence of a certain form of granularity. The modelisation of granularity was undertaken by adapting to granular case an existing theoretical model, which calculates the contribution of critical fluctuations to the reduction of excess conductivity in a lamellar superconductor.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (196 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. en fin de chapitres

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(2006)274
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