Structures accommodant la non-stoechiométrie dans l'oxyde supraconducteur Tl2Ba2CuO6±x à haute température critique : corrélation avec les propriétés supraconductrices

par Olivier Leckel

Thèse de doctorat en Sciences

Sous la direction de Marie-Geneviève Blanchin.

Soutenue en 1995

à Lyon 1 .

Le jury était composé de Marie-Geneviève Blanchin.

mots clés

• Supraconducteurs à oxyde de cuivre
• Supraconducteurs à hautes températures
• Stoechiométrie
• Cuprates
• Thallium -- Composés
• Microscopie électronique en transmission
• Hautes pressions

Résumé

Parmi les nombreux membres de la famille de supraconducteurs tl#mba#2ca#n#-#1cu#no#2#n#+#m#+#2, a haute temperature critique (tc) le compose tl#2ba#2cuo#6##x (denomme 2201) est particulierement interessant car: 1) sa temperature critique tc peut varier entre 0 et 90k environ, 2) il presente une transition de phase orthorhombique / tetragonale. Ces deux aspects dependent etroitement des conditions d'elaboration. En outre le compose 2201 est thermiquement instable et montre une forte tendance de devenir non-stoechiometrique, non seulement en oxygene mais aussi en thallium. Dans le cadre de cette these nous nous sommes propose de correler structure et proprietes de tl#2ba#2cuo#6##x en fonction des conditions d'elaboration. Dans un premier temps nous avons adapte et developpe plusieurs techniques d'elaboration sous differentes pressions gazeuses et uniaxiale. Nous avons montre qu'il est possible d'obtenir par ces techniques des echantillons monophases et stoechiometriques. Afin d'analyser le role des differents parametres controlant la transformation de phase ainsi que les proprietes supraconductrices, nous avons effectue une etude de substitution des atomes de thallium par du cuivre dont les resultats nous amenent a proposer un taux maximal de substitution atomique cu/tl de 5%, coherent avec l'existence d'un mecanisme d'autodopage en porteurs de charge par une reaction redox interne. Par ailleurs, une etude du dopage en oxygene nous a permis de mettre en evidence d'une part l'effet de conditions d'elaboration en non-equilibre thermodynamique sur les proprietes supraconductrices et d'autre part, dans le cas des echantillons prepares a l'equilibre thermodynamique, la correlation quantitative entre les parametres structuraux, la temperature critique et la concentration en oxygene. Partant de l'analyse des images en microscopie electronique a transmission (met) a haute resolution de la structure dite parfaite, nous avons determine les proprietes structurales des echantillons de compositions non stoechiometriques sur. Dans le cas du dopage en oxygene notamment, nous avons propose un modele structural, etablissant une relation entre l'ecart a la composition, la deviation a la structure parfaite (surstructure) et l'influence sur les proprietes supraconductrices

Titre traduit

Structures adjusting the non-stoechiometry in the superconducting oxyde tl#2ba#2cuo#6##x with high critical temperature correlation with the superconducting properties

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