Application de la diffraction cohérente des rayons X à l’étude de défauts topologiques dans les structures atomiques et électroniques

par Vincent Jacques

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de David Le Bolloc'h et de Sylvain Ravy.


  • Résumé

    Le travail présenté dans ce manuscrit à pour fil conducteur l’utilisation de la diffraction cohérente des rayons X pour mettre en lumière différents phénomènes physiques. La détection de défauts topologiques, auxquels les faisceaux cohérents sont très sensibles, permet de tirer des conclusions sur l’ordre ou le désordre trouvés dans les systèmes étudiés. La notion de cohérence des rayons X est tout d’abord exposée, puis la caractérisation de profils de diffraction cohérente en présence de défauts topologiques est présentée à travers une étude des boucles de dislocation dans le silicium. Cette technique a ensuite été appliquée à l’étude de composés présentant des ordres électroniques incommensurables, tels que les Ondes de Densité de Charge (ODC) et les Ondes de Densité de Spin (ODS). Plusieurs systèmes ont été étudiés : le chrome pur monocristallin, le bronze bleu K0. 3 MoO3 et NbSe3. Dans le cas du chrome, les résultats obtenus posent la question du lien réel existant entre ODC et ODS. Par ailleurs, une dislocation magnétique isolée en volume a été détectée et a permis de soulever la question des constantes de force de l’ODS du spin. Le bronze bleu et NbSe3 ont été étudiés sous champ électrique. Un ordre à très grande distance a été observé dans les ODC du bronze bleu et de NbSe3, dans le régime de glissement. Nous proposons une description en termes de phase, à l’aide d’un modèle de type réseau de solitons.

  • Titre traduit

    Coherent X-ray diffraction used to probe topological defects in atomic and electronic structures


  • Résumé

    In the present work, coherent x-ray diffraction has been used to highlight various physical phenomena. In most cases, the detection of topological defects allows drawing conclusions about the order or disorder in the periodic arrangements, and coherent x-ray diffraction is well suited for their detection. First of all, the notion of coherence will be exposed, and the main characteistics of the profiles obtained by coherent x-ray diffraction when a topological defect is present in the illuminated volume will be exposed through measurements carried out in a silicon sample containing well-known dislocation loops. This technique was then used for the study of electronic crystals, such as incommensurate Charge Density Wave (CDW) and Spin Density Wave (SDW) compounds. Several systems were studied : pure monocrystalline chromium, blue bronze K0. 3M0O3, and NbSe 3. In the case of chromium, our results show that the SDW and the CDW behave differently, and are not organized the same way, which raises the question of the link between these two modulations. Besides, an isolated bulk magnetic dislocation was detected, and allowed to extract the SDW force constant of chromium. Blue bronze and NbSe3 were studied under electric field, in the sliding CDW state. A very long range order was observed in this regime. A description in terms of a soliton-like lattice is proposed.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (XVIII-198 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 183-191

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2009)244
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