Influence des techniques de fabrication sur quelques propriétés des oxydes supraconducteurs en couches minces et à l'état massif

par Dominique Berling

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Bernard Loegel.

Soutenue en 1996

à Mulhouse .

mots clés

Résumé

Les travaux qui font l'objet de cette thèse concernent la fabrication et la caractérisation de supraconducteurs haute température (SHTc) tant à l'état massif que sous forme de couches minces et visent à l'amélioration des courants critiques par l'optimisation de quelques paramètres de fabrication. Dans ce but l'étude a porté sur quatre systèmes, à savoir (Tr)Ba2Cu3O7-delta (Tr=Y, Er), Bi2Sr2CaCu2O8+delta, Bi2Sr2Ca2Cu3O10+delta, et Hg1Ba2Ca2Cu2O8+delta, ainsi que sur plusieurs techniques de fabrication d'échantillons massifs (frittage, fusion par zone et texturation sous champ magnétique avec contrainte uniaxiale) et de couches minces (évaporation séquentielle et ablation laser). Les caractérisations structurelles des échantillons font intervenir diverses techniques d'analyse aux rayons X(thêta-2thêta, phi scan, lambda omega , cartographie dans l'espace réciproque, fluorescence X) et microscopie à balayage. L'optimisation des paramètres de dépôts en ablation laser et un contrôle rigoureux de la température de surface du substrat permet d'obtenir des couches présentant de très bonnes épitaxies (même pour des épaisseurs importantes (750 nm)) ainsi que de très bons états de surface. Les propriétés supraconductrices ont été étudiés par susceptibilité complexe dans une gamme étendue de champs magnétiques alternatifs (hac≤32 kA m-1). Ceci a permis une détermination précise de la ligne d'irréversibilité, des énergies d'activation et l'estimation des courants critiques dans un modèle de Bean. Dans les échantillons massifs élaborés par texturation sous champ magnétique on observe de courants critiques Jc (77K) supérieurs à 104 A/cm2 et dans les couches minces Jc (77K) supérieurs à 5x107 A/cm2. L'ensemble des résultats obtenus par susceptibilité magnétique montre que le modèle de l'état critique de Müller dans la limite des champs faibles est applicable dans un domaine plus étendu dans le cas des composés de type 3D. Par contre des écarts au modèle sont observés pour les composés de la famille Bi, écarts mis en relation avec le caractère quasi 2D de ces composés

Titre traduit

Influence of fabrication processes on some properties of oxides superconductors : films and bulk materials

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