Etude des inhomogénéités affectant les caractéristiques des films YBa2Cu3O7-delta et des superréseaux (YBa2Cu3O7-delta /LaAIO3)n : croissance et propriétés

par Yohann Thimont

Thèse de doctorat en Chimie des matériaux

Sous la direction de Jean-François Hamet et de Pierre Bernstein.

Soutenue en 2009

à Caen .


  • Résumé

    Ce manuscrit est consacré à l’étude des propriétés cristallographiques et physiques particulières aux films supraconducteurs constitués du composé YBa2Cu3O7 (YBCO) et aux superréseaux supraconducteur/isolant (YBCO/LAO)n. Le premier travail de cette thèse était d’optimiser la fabrication des films YBCO. Cette étape s’est traduite par la mise au point de méthodes d’analyses structurales et surtout par le développement d’un nouveau modèle physique. Ce dernier a permis de mettre en évidence une hétérogénéité des propriétés supraconductrices au sein des couches d’YBCO et d’extraire des profils de températures critiques dans l’épaisseur des films. Néanmoins, même après optimisation des films par le biais des paramètres de dépôt, nous n’avons pu obtenir une homogénéité de la température critique dans toute l’épaisseur des films. En suspectant les contraintes d’interfaces d’agir sur les propriétés physiques et cristallographiques, nous avons développé, à partir d’une nouvelle méthode de simulations des pics de diffraction X, la détermination d’un profil type de déformation des mailles YBCO le long de l’axe de croissance des films. Enfin, en ce qui concerne les superréseaux, nous avons constaté l’impact des épaisseurs respectives des couches sur les propriétés physiques et structurales et avons mis en évidences l’existence de défauts de différentes natures grâce à la microscopie électronique à transmission. Enfin l’application du modèle physique développé dans cette thèse nous a conduit à constater que seule une fraction d’une structure supraconductrice possédait effectivement cette propriété. Le point limitant ayant été identifié, il faut reconsidérer le processus de dépôt des films afin de s’affranchir de ce problème d’inhomogénéité au sein des films pour envisager application dans la conception de systèmes électroniques complexes.

  • Titre traduit

    Study of the inhogeneous characteristics of modified YBa2Cu3O7-d thin films and (YBa2Cu3O7-d /LaAIO3)n superlattices : growth and properties


  • Résumé

    This manuscript is devoted to the study of crystallographic and physical properties of superconductor YBCO thin films and superconductor/insulator (YBCO/LAO)n superlattices. The first stage of this work was to optimize the YBCO thin film deposition. Elaboration of a new physical model allows us to determine a critical temperature distribution inside the films thickness. Nevertheless, no homogeneous critical temperature inside the films can be obtained. This work shows that the interface strains modify the crystallographic and physical properties. We developed a new simulation method concerning the XRD peak shape analysis which allows us to determine YBCO cell deformation profile along the axis. About superlattices, effects of thickness on the physical and structural properties have been noticed. Transmission Electron Microscopy exhibits existence of structural defects in the films. Ending, the physical model proposed in the present work provides important informations regarding the magnetic interaction between two superconductor layers, which seems to limit application of these superlattices in the realization of complex electronic devices.

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  • Détails : 1 vol. (VII-283 p.)
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