Tl2Ba2CuO6+Î´ - Laboratoire National des Champs MagnÃ©tiques ...

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Summaryde Haas-van Alphen effect in the hight temperature superconductorsThis thesis work is based on quantum oscillation measurements of the magnetizationin high temperature superconductors. These materials were discovered in 1986 by Bednorzand Müller. They are characterized by the presence of CuO 2 planes of which the electronicconcentration can be changed. At low doping, these systems have insulating behavior, theelectron being localised by strong Coulomb repulsion. At very high doping, these systemsrecover Fermi liquid behavior. Between these two extremes there is a superconducting domeat which the maximum critical temperature corresponding to a doping, called optimum,arises. Various experimental probes reveal, on the underdoped side, the presence of the socalledpseudogap phase. The physics of this system raise several fundamental questions :What is the nature of this pseudogap phase and what is the pairing mechanism at the originof this superconductivity.During this thesis, we have developed a measurent system of the magnetization witha piezoresistive cantilever under high magnetic field and at very low temperature. Ourmeasurements have revealed the presence of quantum oscillations of the magnetization forthe first time on each side of the phase diagram. These oscillations attest of the existenceof a closed and coherent Fermi surface which evolves from a huge orbit of holes on theoverdoped side to a Fermi surface containing one or several small pockets on the underdopedside. Moreover, the presence of a beating in these oscillations suggest the restoration of thecoherence along the c-axis at very low temperature and at very high magnetic field onthe underdoped side. These different experimental facts are consistent with a Fermi liquidfundamental state. The pseudogap is a hallmark of the appearance of an ordered phase incompetition with superconductivity.Keywords : High temperature superconductor, Fermi surface, quantum oscillations, magnetization,high magnetic field, dilution fridge, cantileveriv
RemerciementsDurant cette thèse, j’ai été encadré principalement par trois personnes qui m’ont chacuneapprise une partie du métier d’expérimentateur.Je tiens à remercier tout d’abord David Vignolles, mon Directeur de thèse pour la passioncommunicative avec laquelle il m’a transmis les techniques de mesure de l’aimantation etle travail sous binoculaire. Venant d’un laboratoire de physique théorique je vous laisseimaginer le challenge. Nous avons développé ensemble un système permettant de faire desmesures très performantes. La phase de développement et les premières mesures resteront,pour moi, des moments très forts. David a toujours eu du temps à me consacrer malgréces nombreuses heures de cours. Ce fut très agréable et enrichissant de travailler ensemble,merci encore.Je tiens ensuite à remercier Cyril Proust, mon deuxième Directeur de thèse. A la fin duMaster 2 eme année, c’est grâce à lui que j’ai pu effectuer ma thèse au sein de l’équipe FFC.Il m’a appris à exploiter au mieux mes capacités. Quelque soit le développement de macarrière professionnelle cela me sera très profitable. Ses connaissances et son sens physiquem’ont permis de mieux appréhender les systèmes de mesures et les propriétés physique descomposés étudiés. Merci de m’avoir encadré durant cette thèse et d’avoir fait de moi, jel’espère, un bon expérimentateur.J’ai aussi beaucoup travaillé avec Alain Audouard, notre spécialiste des oscillations quantiques.Merci de m’avoir appris à analyser et interpréter les signaux mesurés. C’est grâce àla finesse de son analyse que nous avons pu mettre en lumière les détails subtils de la surfacede Fermi de YBa 2 Cu 3 O 6.5 . Je tiens particulièrement à le remercier pour son soutien moralet pour être resté l’homme qui mange une pomme à midi.Je remercie aussi les membres de mon jury de thèse. Le Professeur Joachim Wosnitzadu HLD à Dresde qui, malgré un agenda surchargé, m’a fait l’honneur d’accepter le statutde rapporteur. Philippe Bourges Directeur de Recherche CEA au LLB à Saclay pour sonrôle de rapporteur et son implication concernant nos résultats. Claude Berthier, Directeurde Recherche au LNCMI à Grenoble, qui m’a fait l’honneur de présider le jury de thèse.Je tiens à remercier très chaleureusement Sylvain Capponi, Professeur au LPT à Toulousepour avoir acceptée le rôle d’examinateur et pour m’avoir soutenu depuis la maîtrise.Un grand merci à Marc Nardone qui a conçu et réalisé le réfrigérateur à dilution fonctionnantsous champ pulsé sans lequel le projet de thèse n’aurait jamais pu être accompli. Ilm’a aussi appris tout ce que je sais sur la cryogénie et a toujours été présent lorsque j’avaisbesoin de lui lors de l’utilisation de la dilution.v
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BibliographieBibliographie[1] Landa
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Bibliographie[43] J. W. Loram, K. A
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Bibliographie[81] J. W. Loram, K. A
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Bibliographie[124] V. Kopylov, A. K
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Bibliographie[164] J. Chang, R. Dao
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