OPERATION IIIa: SUPRACONDUCTIVITE - PROPRIETES PHYSIQUES ET APPLICATIONS
OPERATION IIIb SUPRACONDUCTIVITE B :  MATERIAUX ET CROISSANCE
 
 
OPERATION IIIa: SUPRACONDUCTIVITE - PROPRIETES PHYSIQUES ET APPLICATIONS
 
 Après 10 ans de recherches sur les supraconducteurs à haute Tc, l'origine du phénomène est toujours controversée. Nous avons apporté notre contribution à cette compréhension de plusieurs façons  : (1) en développant un modèle théorique original qui décrit bien la partie métallique (dopage optimum et au-delà), (2) en réalisant plusieurs études expérimentales sur les couches minces et les superréseaux : propriétés de transport, couplage Josephson et réponse électrodynamique, (3) en étudiant les propriétés magnétiques (RMN) des supraconducteurs dopés.  
Dès le début, il paraissait indispensable de maîtriser la fabrication des matériaux et la technologie des multicouches pour réaliser des composants originaux. Cette partie de notre programme a particulièrement bien réussi car elle a débouché sur la constitution d'une UMR avec l'industrie.
 
 

 IIIa1 Théorie des supraconducteurs à haute température critique dans le cadre du scénario de van Hove.
 IIIa2 Propriétés physiques des cuprates et des superréseaux
 IIIa3 Supraconducteurs dopés
 IIIa4 Propriétés électroniques de cuprates
 IIIa5 Production Scientifique
 

IIIa1 Théorie des supraconducteurs à haute température critique dans le cadre du scénario de van Hove.
Responsable : J. BOK

Chercheurs permanents :   2 (J. BOK, J. BOUVIER)
Visiteurs : 4 (A. FORTINI, S. PRAKASH, G. DEUTSCHER, D. PAVUNA)
Publications :     14
Participations à des congrès :   10
Organisation de congrès   Ecole d'été OTAN à Cargèse
Coopérations Internationales :   - Office of Naval Research Washington USA
- E.P.F.L. Lausanne
- Université de Tel Aviv
Contrats : - DRET "Nouveaux dispositifs électroniques supra- conducteurs à haute température critique"
J. Bok, responsable scientifique, juillet 1995- décembre 1997
 -  CNRS "Etudes des effets non-linéaires en hyper- fréquences dans les films minces de YBCO et application des hétérostructures cuprate SCHT/oxyde ferro-électrique à des dispositifs micro-ondes passifs accordables (1997-2000)

Principaux résultats
- Théorie : Le scénario de van Hove s'est trouvé validé par les résultats expérimentaux de photoémission. Entre 93 et 98, cinq cuprates différents ont été étudiés dans 4 laboratoires différents dans le monde. Les surfaces de Fermi ont été déterminées avec grande précision, dans l'état métallique normal (dopage moyen et surdopage). Dans tous les matériaux étudiés une singularité de van Hove a été observée près du niveau de Fermi. Plusieurs propriétés physiques ont été bien expliquées par ce scénario :
- l'anisotropie de gap et l'apparition d'un gap minimum dans les surdopés.
- l'apparition d'un "pseudogap" au dopage optimum et en sous-dopage.
- Distinctions :  Grand Prix Jaffé de l'Académie des Sciences 1994   J. Bok
Prix Jean Langlois 97  J. Bok  J. Bouvier
- Organisation de l'Ecole d'été OTAN à Cargèse "Symétrie des gaps dans les oxydes supraconducteurs" du 1 au 13 Septembre 1997, directeur J. BOK

IIIa1.1 Théorie des supraconducteurs
P94/01, P94/02, P95/01, P95/02, P97/03, P97/04, P97/06, P97/07, A95/01,A96/02, A97/01, A97/02, 97/03, A97/06, C94/01, C95/01, C96/01, C96/02, C97/01, O96/01, O98/01
En 1995, les mesures de spectroscopie de photoémission résolue en angle (ARPES) confirment l’existence des singularités de van Hove (v.H.s.) près du niveau de Fermi, dans les supraconducteurs à haute température critique (HTSC). Ces mesures montrent aussi que le paramètre d’ordre supraconducteur Dk est anisotrope. Nous avons alors effectué un calcul pour Dk en utilisant un potentiel d’interaction électron-électron à faible écrantage, et la structure de bande dépendante du moment k, à l’origine des v.H.s.. Nous avons pu démontrer, dans le cas du couplage faible, que ces deux paramètres permettaient de retrouver cette anisotropie, soit un gap supraconducteur maximum dans la direction (0,p) de la zone de Brillouin, et un gap minimum dans la direction (p/2,p/2). Le rapport d’anisotropie DMAX/Dmin, la variation de l’amplitude des gaps et de la température critique Tc dépendent de la force du paramètre d’écrantage, et ils dépendent aussi du dopage qui est rendu dans ce modèle par l’écart du niveau de Fermi à la v.H.s.. De très récents résultats (1998) de photoémission donnés par M. Onellion (Wisconsin) s’ajustent parfaitement aux prédictions de notre modèle quant aux valeurs des gaps anisotropes en fonction du dopage. Puis un calcul de densité d’états (D.O.S.) a été fait pour l’état normal et supraconducteur, où la forme du gap intervient, dans les domaines de dopage optimum et de surdopage. Cette D.O.S. a servi à analyser plusieurs propriétés physiques importantes des HTSC, dont : la conductance, la susceptibilité de Pauli, la chaleur spécifique. L’accord avec les résultats expérimentaux est très convaincant de la validité et de l’intérêt du modèle. Nous avons examiné la variation de ces propriétés en fonction du paramètre d’écrantage, il s’avère que cet ingrédient est nécessaire pour expliquer des comportements que seule la v.H.s. ne peut faire. Ainsi nous nous rapprochons de manière de plus en plus satisfaisante d’une description des HTSC. Puis nous montrons avec ce modèle que certaines propriétés de l’état normal métallique qui ont été interprétées par un ‘pseudo-gap’ sont reliées de manière simple au pic de densité d’états de la v.H.s..
Nous avons aussi participé et dirigé un travail de modélisation de la biréfringence optique observée dans un film mince de supraconducteur, YBaCuO.

IIIa1.2 Projets.
IIIa1.2.1 Singularités de van Hove, écrantage et propriétés physiques des HTSC
Dans la continuité des travaux déjà effectués, de nombreuses autres propriétés physiques des composés supraconducteurs à haute température critique (HTSC) restent à analyser avec le modèle des singularités de van Hove (v.H.s.). Notamment, nous envisageons donc de modéliser ces résultats d’ARPES (angle resolved photoemission spectroscopy) à l’aide du modèle v.H.s. dans l’état normal et supraconducteur.
Nous analyserons plus à fond le problème de l’écrantage dans ces matériaux. Un modèle plus développé de la constante diélectrique e(q,w) d’où l’on extrait le paramètre d’écrantage sera développé. Ainsi la dépendance de la température critique et du paramètre d’ordre supraconducteur en fonction du dopage à l’aide de notre modèle de gap anisotrope seront recalculés.
L’introduction des v.H.s. et du gap anisotrope dans la modélisation de la fonction de réponse électronique, C(w), pour les mesures de spectroscopie Raman permettra d’analyser de façon précise les spectres obtenus, par exemple pour les composés au mercure, HgBa2CaCu2O6+d.
G.S. Boebinger a montré qu’il existe une transition métal-isolant en fonction de la température pour les composés HTSC sous-dopés, lorsqu’ils sont maintenus à l’état normal sous l’action d’un fort champ magnétique. Nous envisageons de perfectionner le modèle à v.H.s. en tenant compte de l’effet des localisations qui seraient alors de type Anderson. Nous pourrons ainsi compléter principalement l’analyse des résultats de RMN (résonnance magnétique nucléaire) et de transports. Nous espérons alors définir et distinguer précisément les différentes températures caractéristiques appelées soit pseudo-gap, soit critiques, soit T*, dans les diverses mesures effectuées en fonction de la température sur les HTSC.

IIIa1.2.2 Théorie microscopique de l’action d’un courant à spins polarisés sur les HTSC
Les oxydes de manganèse magnétiques de type LaSrMnO ont une structure perovskite et se prêtent bien à la réalisation de structures épitaxiées sur les cuprates comme YBaCuO. Des premiers essais ont été réalisés aux Etats-Unis et en France par J.P. Contour, à l’UMR 137. Les oxydes de Mn présentent des phases ferromagnétiques ayant une forte polarisation de spin. Grâce aux structures multicouches on peut injecter ce courant de spins polarisés, provenant du composé ferromagnétique, dans le supraconducteur. Ceci entraîne la diminution du courant critique probablement due à celle du paramètre d’ordre supraconducteur. Aucune théorie microscopique concernant ces dispositifs et ces observations, avec des HTSC, n’a jamais été faite. Nous envisageons, en collaboration avec l’UMR 137, d’établir un modèle où les différents ingrédients déjà cités : v.H.s. , gap anisotrope, mécanisme de couplage supraconducteur, et de nouveaux ingrédients : propriétés hors équilibre, cassure des paires (ou pair-breaking), couplage magnétique et effet de proximité, seront mis en jeu. Ce projet ouvre un champ d’investigation tout à fait nouveau sur les interactions entre oxydes supraconducteurs et oxydes magnétiques, et peut aussi amener à la création de nouveaux dispositifs supraconducteurs (ex : ‘spin transistor’ - ‘spin-polarized field effect transistor’).

IIIa1.2.3 Singularités de van Hove et chalcogénures
Le Professeur J. Rouxel, de l’IMN de Nantes, nous a contacté afin de collaborer, au sein d’un réseau européen), à l’étude de nouveaux composés supraconducteurs bidimentionnels. Il s’agit de couches de chalcogénures, (MX)1.18(TX2)n (M=Ln,Sb,Bi,Pb,Sn; T=Ti,V,Cr,Nb,Ta; X=S,Se; n=1,2,3...), cette série de phases permet de faire varier la position du niveau de Fermi par chimie douce et d’avoir des phases métalliques et supraconductrices pour certains dopages. Le Prof. J. Rouxel est très intéressé par notre travail de modélisation qui peut s’appliquer à ces nouveaux composés. Des résultats récents montrent que dans ces composés la supraconductivité apparaît lorsque le niveau de Fermi coïncide avec le niveau de la singularité. Nous pourrons calculer le dopage théorique, et la température critique qui en découle, puis les chimistes pourront ajuster leurs élaborations d’échantillon d’après ces résultats théoriques.
 
IIIa2 Propriétés physiques des cuprates et des superréseaux
Responsables : J. BOK, B. LERIDON, J.P. CONTOUR

Chercheurs permanents : 4 (J. BOK, B. LERIDON, J.P. CONTOUR, A. GAUZZI)
Thèses soutenues :    2 (D. RAVELOSONA, X. ZHANG)
Thèses en cours : 4 (A. DEFOSSEZ, J. DUMONT, J. LE COCHEC, G. LAMURA)
Publications :     8
Participations à des congrès :   20
Coopérations   :   MASPEC de Parme (Italie) H. Raffy (Orsay)
 A.Revcolevschi (Orsay), Z. Ren  (Buffalo)
 F-R Ladan (ENS) et E. Cambril (Bagneux).
B. Plaçais (ENS), J. Lesueur (CSNSM-Orsay)
Contrats : - CEE  Réseau Human Capital and Mobility
"Superconductor/insulator multilayers and super lattices", J. Bok, coordinateur, décembre 1993 au 30 novembre 1996
- CEE  Training and Mobility of Researchers "Quantitative correlations between structural disorder and electrodynamic properties of YaBaCuO/PrBaCuGaO superlattice structures"
J. Bok, responsable scientifique, janvier 1996 à décembre 1997

Principaux résultats :
Le fait le plus marquant a été la création d'une unité mixte CNRS-Thomson CSF, constituée autour d'une équipe de notre laboratoire, celle de J.P. Contour. Cette équipe a développé une technique de croissance de matériaux supraconducteurs par ablation laser pulsée permettant de réaliser des couches minces et des superréseaux. Cette partie est maintenant installée à Corbeville et bénéficie des moyens de la Thomson LCR en salles blanches, technologies, etc.
Une partie de l'équipe, dirigée par B. Leridon, est restée à l'ESPCI, elle développe une technique de mesure de conductivité et d'effet Josephson des cuprates suivant l'axe c. Le résultat le plus marquant est la réalisation de structures à l'échelle micronique. Elle étudie également les fluctuations de résistivité près de Tc, dans les multicouches et les superréseaux. Une technique de mesure des profondeurs de pénétration utilisant l'inductance mutuelle et une microbobine (dimensions microniques) a été développée par A. Gauzzi et est maintenant opérationnelle.

IIIa2.1 Etude du transport suivant l'axe c et des fluctuations de résistivité dans les cuprates et les superréseaux à base de cuprates.
B. Leridon, A. Defossez, J. Dumont, J. P. Contour (départ janvier 1996)
C95/05, C96/03, C97/03
Lors du rapport d'activité établi en 1996, nous avions décrit nos travaux sur les monocristaux de Bi2Sr2CaCu2O8. Nous sommes ensuite passés à l'étude des superréseaux (YBa2Cu3O7)M/(PrBa2-xCu3GaxO7)N fabriqués par ablation laser pulsée au sein de l'unité mixte de recherche 137 par l'équipe de Jean Pierre Contour.  Ici PrBaCuO dopé au Ga est isolant et peut être déposé en très petite épaisseur contrôlée (quelques paramètres de maille) afin de réaliser une barrière "tunnel".
Nous avons développé une technique de mesure suivant l'axe c, qui consiste à graver des couches orientées suivant l'axe c par érosion ionique de manière à réaliser des structures de l'ordre d'environ 40 mm de large et de 1000 Å de hauteur.  Nous déposons ensuite un isolant (SrTiO3 amorphe) autour de ces structures et nous venons reprendre des contacts d'Au au sommet du "mesa" ainsi défini.  Ces contacts étant séparés électriquement, nous sommes capables de mesurer par une véritable mesure "quatre points" le transport suivant l'axe c dans des structures de quelques microns de large.  La technologie de photolithographie ainsi que la gravure ionique sont  effectuées dans l'unité mixte de recherche 137 Thomson-CSF/CNRS par Brigitte Leridon.
Nous avons donc mesuré des échantillons d'YBaCuO et de superréseaux (YBa2Cu3O7)M/(PrBa2-xCu3GaxO7)N (M=7,N=2) suivant l'axe c et observé un comportement majoritairement dominé par le flux-flow.  Nous avons décidé de diminuer le diamètre des mesas (vers quelques microns) afin de travailler avec des courants de mesure plus faibles et d'essayer de créer dans les superréseaux en particulier les conditions d'un transport dominé par le courant Josephson.  En faisant varier l'épaisseur des couches de PrBaCuGaO dans les superréseaux nous pourrons comprendre le mode de transport (tunnel, états localisés ou effet de proximité) dans PrBaCuGaO.
Dans le matériau pur, nous cherchons à caractériser mieux le couplage entre plans CuO2. Tout récemment, nous avons réalisé par photolithographie et gravure ionique des mesas de 4*4 mm2, 5 mm de diamètre et 4*8 mm2 avec report de contacts dans YBa2Cu3O7 pur orienté axe c. Nous devrions les mesurer très prochainement.  Malheureusement, ces échantillons, réalisés par ablation laser pulsée, présentent de nombreux défauts de surface (gouttelettes, excroissances) de dimension typique 1 mm et de séparation quelques mm et nous craignons que ces défauts - s'ils existent également en profondeur - ne puissent compromettre les mesures d'effet Josephson intrinsèque ou du moins intervenir dans le mode de transport suivant l'axe c.
Nous envisageons donc appliquer notre technique de mesure à des films minces présentant moins de défauts.
Nous souhaitons également étendre cette étude aux couches minces de BiSrCaCuO 2212 et aux superréseaux BSCCO 2212/2201 fabriqués par Hélène Raffy à Orsay et nous avons commencé à développer une technologie analogue sur ces matériaux.

Modélisation théorique
Nous avons également mené un travail de modélisation du transport suivant l'axe c en utilisant comme point de départ le modèle développé initialement par J. Labbé et J. Bok (Labbé and Bok 1987) puis par J. Bok, L. Force et J. Bouvier  (Bok and Force 1991; Bok, Bouvier et al. 1995; Bouvier and Bok 1995) basé sur un modèle d'électrons itinérants dans des plans CuO2 bidimensionnels donc comportant une singularité de van Hove.
Pour différentes symétries du paramètre d'ordre, nous avons calculé la dépendance en température du courant critique en supposant un transport de type tunnel Josephson.  Ces résultats devraient nous permettre de confronter ce modèle à nos expériences.
Etude des fluctuations de résistivité dans les superréseaux YBaCuO/PrBaCuO
Nous menons également actuellement une étude sur les fluctuations de résistivité au dessus de Tc dans les superréseaux YBaCuO/PrBaCuGaO .  En faisant varier le couplage entre les couches supraconductrices, nous pouvons faire varier la dimensionalité du système, nous cherchons donc à observer les variations de conductivité entre les régimes 2D et 3D interprétées par les théorie d'Azlamazov-Larkin et de Maki-Thomson.
Notre méthode consiste à réaliser différentes géométries d'injection du courant dans des pistes de 100 mm de large et 1mm de long par photolithographie et gravure chimique.  Nous sommes ainsi en mesure de tester si les courants étudiés sont bien uniformément répartis en profondeur  dans l'échantillon et circulent bien selon les plans ab.
Dans YBaCuO pur, nous observons que les fluctuations de résistivité au-dessus de Tc sont bien décrites par un modèle de type Lawrence-Doniach, et nous n'avons pas besoin de l'existence d'un terme de type Maki-Thomson pour décrire le comportement 2D/3D.  En choisissant un paramètre de maille de 11.7 Å et une longueur de cohérence à température nulle de 1.5 Å, nous obtenons une courbe pratiquement superposée à nos mesures expérimentales sans aucun paramètre ajustable supplémentaire (voir figure 1).  L'échantillon d'YBaCuO étudié présente une résistivité à 100 K de 80 mW/cm ce qui est à comparer à la meilleure valeur obtenue pour un monocristal de 50 mW/cm. Nous avons commencé une étude similaire sur (YBa2Cu3O7)M/(PrBa2-xCu3GaxO7)N (M=7,N=7) puis
(M=7, N=14) dont nous sommes en train d'interpréter les résultats.

Perspectives
 
Nous avons deux études expérimentales différentes en cours qui devraient être achevées d'ici l'été 1998. Elles feront partie de la thèse d'Arnaud Défossez qui sera soutenue à l'automne 1998.

Figure 1:  Comparaison entre théorie de Lawrence-Doniach (trait plein) et mesures expérimentales (points) pour un film mince d'YBaCuO.

 

A partir du milieu de l'année 1998, nous souhaitons nous consacrer à l'étude du transport suivant l'axe c de manière plus systématique:
- Sélectionner des films minces en fonction de leur faible teneur en défauts afin de mesurer un transport intrinsèque
- Utiliser des cuprates différents (BiSrCaCuO) afin d'établir des comparaisons entre matériaux
- Mesurer les fluctuations de résistivité suivant l'axe c
- Réaliser des jonctions tunnel suivant l'axe c par technologie planaire (tricouche) et effectuer des mesures sous champ magnétique et sous irradiation
- Etudier le transport dans PrBaCuO
Parallèlement, nous souhaitons développer la compréhension des supraconducteurs bidimensionnels d'un point de vue théorique: couplage Josephson, sélectivité en k du transport, dimensionalité des fluctuations, contributions du terme de Maki-Thomson, etc.

IIIa2.2  Propriétés électrodynamiques des cuprates supraconducteurs:
J. Bok, A. Gauzzi (départ février 97), J.P. Contour, J. Le Cochec, G. Lamura
 P96/03, A96/03, C95/06, C95/10

IIIa2.3  Introduction
Notre groupe étudie la réponse linéaire d'un supraconducteur placé dans l'état de Meissner à une excitation électromagnétique. Le supraconducteur réagit à cette perturbation en expulsant le champ électromagnétique qui ne pénètre dans le matériau que sur une distance appelée la longueur de London. Cette dernière est reliée à la densité superfluide c'est à dire à la fraction d'électrons supraconducteurs. L'onde est également partiellement absorbée en raison des interactions entre les photons et les électrons normaux.
La dépendance en température de la longueur de pénétration de London (l) est reliée au spectre des excitations du système à basse température et renseigne donc sur la symétrie du gap supraconducteur qui est toujours controversée dans les cuprates à haute température critique.

Axes de recherche
A. Gauzzi et J. Bok ont proposé un modèle tridimensionnel qui explique les différents comportements "sans gap" ou "conventionnel" observés dans les cuprates en tenant compte du couplage Josephson entre deux plans CuO2 adjacents. Notre objectif sur le plan expérimental est d'étudier des composés à un plan CuO2 par maille élémentaire tels que Tl2Ba2CuO6 (Tl2201) ou La2-xSrxCuO4 pour lesquels est attendue une allure exponentielle de l, ainsi que des composés à deux plans CuO2 adjacents par maille tels que YBa2Cu3O6+x  qui a déjà montré un comportement linéaire de l  à basse température caratéristique de l'absence de gap. Toujours dans cette optique, nous disposons d'une série de couches minces YBa2Cu3O6+x de 4 à 10 cellules élémentaires qui permettra de mieux comprendre l'influence de la troisième dimension dans les cuprates.
Dans ce qui suit nous présentons le principe de la mesure de l.

Détermination de l par la méthode dite "single coil"
Le supraconducteur est couplé électromagnétiquement à une bobine placée dans un circuit résonant. La fréquence de résonance est mesurée à l'aide d'un oscillateur marginal qui permet de suivre ses variations en fonction de la température. Ces variations donnent accès au comportement de l'impédance de surface Z du supraconducteur à basse température. La partie imaginaire de Z est reliée grâce à une modélisation simple à l, tandis que la partie réelle de Z mesure la dissipation due aux interactions entre photons et quasiparticules ainsi que la dissipation due à la dynamique des vortex.
Cette méthode a l'avantage d'être applicable aussi bien aux monocristaux qu'aux couches minces.

Avancée du projet et perspectives
Notre méthode est actuellement en cours d'optimisation. Ces derniers mois ont permis d'éclaircir le rôle de la dilatation thermique, de la géométrie de l'échantillon et de la qualité de la surface. Des progrès très importants ont été faits concernant la stabilité et le background du dispositif expérimental.
L'utilisation dans les prochains mois d'une bobine photolithographiée miniature où le couplage inductif a été optimisé permettra d'accroître considérablement la précision et la résolution de la mesure de l.
 
IIIa3 Supraconducteurs dopés
Responsable : M. NICOLAS-FRANCILLON

Chercheur permanent :   1 (M. NICOLAS-FRANCILLON)
Visiteurs :     2 (F. MAURY, B. METTOUT)
Thèses soutenues :    1 (K. SAUV)
Publications :     8
Participations à des congrès :   7
Contrats : - DRET "Elaboration, caractérisation d'études physiques de supraconducteurs dopés aux alcalins"
Responsable scientifique : Mme Nicolas
1 octobre 1994 au 30 septembre 1995

Principaux résultats :
Système YBa2Cu3-xLixOz  - La substitution du cuivre par le lithium induit l’apparition de moments magnétiques dans la matrice non magnétique dont la valeur dépend  du site occupé. Lorsque Li+ est dans les chaînes, le moment rapporté au lithium est de 1.1 mB , indépendant de la concentration  tant que x < 0.3 et les plans CuO2 sont progressivement découplés. Lorsque Li+ est dans les plans, le Knight shift de 7Li+, lié à la susceptibilité de Pauli locale, varie avec la température d’une façon logarithmique, variation due au caractère 2D du matériau.
IIIa3.1 Propriétés magnétiques et de transport des supraconducteurs dopés
P94/07, P95/04, P95/05, P96/04, P97/10, A94/04, A94/05, A97/04, A97/05, C95/02, C95/08, C97/02
Les dopages dans les matériaux de la famille des  cuprates supraconducteurs, s’ils sont judicieusement choisis, peuvent permettre d’observer différents effets de découplages : découplage des grains, découplage des plans, découplage des paires, si on est dans l’état supraconducteur (problèmes que nous avons largement étudiés avec H , In, Pd, Co, Ni et autres dopants). Mais ils peuvent aussi permettre d’avoir une idée plus claire sur les propriétés de l’état normal qui sont encore mal comprises. En effet, d’une part le rôle joué par le magnétisme lié aux effets d’hybridation plus ou moins complexes entre les niveaux 3d du cuivre et 2p de l’oxygène des plans CuO2 est encore obscur, d’autre part le mécanisme de couplage interplans n’est pas compris. Parmi les nombreux dopants A que nous avons étudiés dans YBa2Cu3-xAxOz , le lithium qui se substitue soit au cuivre des plans soit à celui des chaînes, s’est avéré être le plus intéressant car bien que non magnétique, il induit des effets magnétiques dans la phase normale que nous avons été les premiers à  mettre en évidence au moyen de techniques variées (RMN du 7Li, aimantation). La synthèse des échantillons qui sont relativement délicats à élaborer, est effectuée au laboratoire après optimisation des conditions de préparation. Les matériaux (0 < x < 0.6), sont caractérisés tant du point de vue de la structure cristallographique (recherche de phases parasites ; affinement des paramètres) que du point de vue de la composition (analyses quantitative du cuivre, du lithium, de l’oxygène) en collaboration avec d’autres laboratoires de l’ESPCI.
En ce qui concerne la phase supraconductrice, nous avons montré que la substitution du cuivre par le lithium diminue la température critique et fait chuter la densité de courants critiques en augmentant le domaine de réversibilité dans le diagramme champ-température. [Mesures de susceptibilité alternative sous champ statique (dans notre laboratoire à l’ESPCI), d’aimantation au SQUID (Equipe de Ph. Monod à l’ENS)].
Dans la phase normale dont nous étudions actuellement d’une façon intensive les propriétés résistives et magnétiques dans tout le domaine de concentration accessible en lithium et entre O6 et O7, nous distinguons plusieurs régimes. Les échantillons  pour lesquels x < 0.05 et  z = 7 voient le cuivre des plans préférentiellement substitué (diffraction de neutrons- collaboration avec F. Bourée du Laboratoire Léon Brillouin – Saclay ; RMN sur 7Li – collaboration avec J. Conard  du Laboratoire de la Matière Divisée - Orléans) ; dans ce cas,  nous trouvons que le Knight shift de 7Li varie avec la température selon une loi logarithmique ; cette variation est interprétée comme étant due au caractère bidimensionnel du matériau (le Knight shift est relié à la susceptibilité de Pauli locale) ; l’élargissement de la raie RMN observé lors des études en température, est compris comme étant provoqué par l’apparition de moments localisés, probablement sur le site du lithium. Lorsque x > 0.05 le lithium semble occuper les sites des chaînes ; on observe une diminution de la teneur en oxygène de 1O-- par Li+ et aussi une compression de la maille. Les mesures de susceptibilité macroscopique que nous avons effectuées sur plusieurs familles d’échantillons, prouvent bien que ce dopage induit l’apparition de moments magnétiques dans la matrice YBa2Cu3O7 non magnétique ; tant que x reste < 0.3 (échantillons métalliques et supraconducteurs), ce moment effectif, s’il est localisé et rapporté au lithium, est indépendant de x et égal à @ 1.0m B (effet d’impureté); s’il est rapporté aux ions cuivre, il croît régulièrement de @ 0.1m B  à @ 0.4-0.5mB. Ces moments suivent une simple loi de Curie c’est-à-dire qu’ils ne sont pas corrélés. Pour x > 0.3, la teneur en oxygène devient < 6.6 et les échantillons ne sont plus supraconducteurs bien que leur résistivité reste encore dans le domaine métallique; le moment effectif /Li+ n’est plus constant et augmente avec la teneur en lithium. Ces mêmes échantillons traités sous argon et qui deviennent donc type O6 , ne présentent pas l’antiferromagnétisme 3D de YBa2Cu3O6 . Par contre ils présentent un comportement anormal lorsque l’on fait varier le champ magnétique à température fixe en dessous d’une température caractéristique. Nous montrons i) que ce comportement n’est absolument pas dû à des impuretés ; ii) qu’il semble bien être une propriété intrinsèque de ces matériaux ;  iii) qu’il ne correspond pas à un comportement type verre de spin, par exemple. Nous essayons donc de comprendre ce nouveau phénomène et de déterminer les facteurs pouvant l’influencer.

IIIa3.2  Projets
Le lithium s’est révélé être un dopant d’un grand intérêt; nous pensons poursuivre cette recherche en choisissant  les alcalins de rayon d’ion plus élevé, ce qui pourrait permettre de faire varier continûment la distance interplans et par conséquent de modifier les couplages le long de l’axe c.
 
IIIa4 Propriétés électroniques de cuprates
Responsable : A. TROKINER

Chercheur permanent  :   1 (A. TROKINER)
Visiteurs :     3 (A. YAKUBOVSKII, Y. ZHDANOV, R. STERN)
Thèse soutenue :   1 (P. -V. BELLOT)
Publications :    10
Participation à des congrès :  22
Coopérations internationales : S. VERKHOVSKII (Ekaterinburg), Y. ECKSTEIN (Haïfa)
Contrat:  - INTAS (International Association for the promotion of cooperation with scientists from the independent states of the former Soviet Union).
 "Isotopically pure superperfect single crystals of semiconductors"
 Pr. A. Cantatero (Valence, Espagne), coordinateur, 1997-1999.

Principaux résultats
Régime surdopé
Nous avons étudié certaines propriétés électroniques et structurales des composés (Tl,Pb)Sr2CaCu2O qui présentent le rare avantage de pouvoir être largement surdopés bien qu’ils possèdent deux plans conducteurs CuO2 par maille. Les propriétés étudiées par RMN de l’isotope 17 de l’oxygène ( susceptibilité des plans conducteurs, temps de relaxation spin-réseau) ressemblent fortement à celles d’un liquide de Fermi contrairement au régime sous-dopé. Entre autres, il n'y a plus de gap de spin.
Par ailleurs, l’existence de moments magnétiques, localisés dans les plans conducteurs, a été mise en évidence dans le régime surdopé. La nature exacte des défauts qui sont à l’origine de ces moments magnétiques n’est pas encore déterminée. Cependant, on peut se demander si les baisses de Tc observées dans divers systèmes surdopés ne sont pas amplifiées par la présence de défauts.

Phase supraconductrice
Nous avons pu montrer qu'en prenant pour sonde locale RMN les noyaux de calcium, il était possible d'étudier le réseau de vortex qui existe dans l'état mixte. Ces études, tout à fait originales, puisqu'elles sont abordées pour la première fois par cette méthode, permettent donc d'explorer l'état mixte et ceci à des champ magnétiques bien plus élevés que ne le permet la méthode de spectroscopie de muons qui est la méthode locale couramment utilisée. A très basse température, nous avons pu déduire la longueur de pénétration de l'induction magnétique l et étudier son évolution en fonction du dopage, dans la famille de composés enrichis en isotope 43 du calcium (Tl0,5Pb0,5)Sr2(Ca1-xYx)Cu2O7. Les résultats confirment que dans le régime sous-dopé le nombre de paires de Cooper croît quand la densité de porteurs de charge croît mais que dans le régime surdopé, le nombre de paires de Cooper diminue alors que la densité de porteurs de charge augmente.

IIIa4.1  Projets
Effet des substitutions cationiques sur le dopage.
Le but de cette étude est de mieux comprendre la relation entre structure électronique et supraconductivité. Nous nous intéresserons en particulier à l'effet des substitutions cationiques sur la redistribution des charges entre les différents plans de la maille ainsi que sur le changement de proportion entre trous mobiles responsables des propriétés de conduction et trous non mobiles Pour cela, nous étudierons les composés (CaxLa1-x)(Ba-1.75-xLa0.25+x)Cu3Oy qui permettent de réaliser des substitutions cationiques hétérovalentes. En effet, en modifiant la concentration x, on modifie le rapport La3+/Ca2+ dans les plans Ca et le rapport La3+/Ba2+ dans les plans BaO. Les études des propriétés locales se feront par RMN de 43Ca, elles seront menées en parallèle avec des études de propriétés macroscopiques (résistivité, pouvoir thermoélectrique).
Les vortex
Un des aspects qui sera développé concerne l'état mixte. Dans le diagramme de phase champ magnétique-température il existe une région où les vortex sont libres et le courant critique est nul et une région où les vortex sont piégés, cette dernière étant importante pour les applications. Par ailleurs, la RMN permet d'étudier les vortex à des champs magnétiques relativement hauts (12T). On peut ainsi accéder à d’autres régions du diagramme de phase de l’état mixte et étudier le passage 3D-2D du réseau de vortex.
 
IIIa5 Production Scientifique
IIIa5.1 Publications
 IIIaP94/01 - J. BOK, L. FORCE
"High Tc and narrow band in fullerenes : The Anderson paradox" Molecular Crystals and Liquid Crystals, Science and Technology Section A, 244, A353-A359 (1994)

IIIaP94/02 - J. BOK, L. FORCE
"High Tc superconductivity and electronic band structure Phase separation in cuprate superconductors", Sigmund and Müller ed.(Springer Verlag ed.) (1994)

IIIaP94/03 - J.P. CONTOUR
"Croissance des couches minces et des multicouches de matériaux supraconducteurs HTc: bilan et perpectives" J. Phys. III, 4, 2159, (1994).

IIIaP94/04 - D. RAVELOSONA, C. SANT ET J.P. CONTOUR
"Croissance de PrBa2Cu3-xGaxO7 en ablation laser pulsée: application aux superréseaux (YBa2Cu3O7)M /(PrBa2Cu3-xGaxO7)N" J. Phys. III, 4, 2173, (1994).

IIIaP94/05 - P. BERNSTEIN, J.F. HAMET, B. BLANC-GUILHON, S. FLAMENT, C. DUBUC, J. BOK, X.Q. ZHANG, J.P. CONTOUR AND F.R. LADAN
"A mean field description of microbridges in the mixed state and application to the physics of high critical temperature vortex flux transitors" J. Appl. Phys., 76, 2929 (1994).

IIIaP94/06 - J.P. CONTOUR, C. SANT, D. RAVELOSONA, C. FRETIGNY, C. DOLIN, J. RIOUX, P. AUVRAY AND J. CAULET
"Homoepitaxial growth of low roughness SrTiO3 by pulsed laser deposition: application to YBa2Cu3O7 based thin films and superlattices" J. Cryst. Growth, 141, 141 (1994)

IIIaP94/07 - K. SAUV, M. NICOLAS, J.L. LAFEUILLE,  J. CONARD
"Lithium doping in (R.E.) Ba2Cu3O7  structural, magnetic, NMR effects " Physica C,  223, 145 (1994)

IIIaP94/08 -.A. TROKINER, L. LE NOC, A. YAKUBOVSKII, K.N. MYKHALYOV ET S. VERKHOVSKII
"Calcium 43 NMR study of bismuth-based superconductors" Z. fûr Naturf. 49a, 373(1994) .
 
 
 

IIIaP94/09 - M. A. HEPP, P.P. MAN, A. TROKINER ET J. FRAISSARD
"Determination of quadrupolar coupling from featurless lineshapes". Magn. Res. Chem, 32, 24 (1994).

IIIaP94/10 - A. TROKINER, L. LE NOC, A. YAKUBOVSKII, K.N. MYKHALYOV ET S. VERKHOVSKII
"43Ca NMR investigation in Bi-based high-Tc cuprates". J. Chim. Phys . 91, 862(1994).

IIIaP94/11 - A. TROKINER, L. LE NOC, A. YAKUBOVSKII, K.N. MYKHALYOV, H. LÜTGEMEIER, I. HEINMAA, A. GIPPIUS, S.
VERKHOVSKII, D. GOLDSCHMIDT ET Y. ECKSTEIN.
"Structural properties of CaBaLaCu3Oy studied by NMR/NQR method" Physica C  226, 43(1994).

IIIaP94/12 - YU. PISKUNOV, K.N. MYKHALYOV, YU. ZHDANOV, S. VERKHOVSKII, A. YAKUBOVSKII AND A. TROKINER,
"Non Uniform hole doping of crystallographically nonequivalent CuO2 planes in Tl2223". Superconductivity: physics, chemistry, technics, 7, 1193(1994) .

IIIaP95/01 - J. BOK, J. BOUVIER
"Magnetic susceptibility of itinerant electrons and Knight shift of Li in YBCO" Physica C 244 357-360. (1995)

IIIaP95/02 - J. BOUVIER, J. BOK.
"Gap anisotropy and van Hove singularities in high Tc superconductors" Physica C 249 117-122. (1995)

IIIaP95/03 - C. SANT AND J.P. CONTOUR
"Growth of Bi4Cu2xV2(1-x)O11 thin films by pulsed laser deposition" J. Cryst. Growth, 153, 63 (1995)

IIIaP95/04 - M. NICOLAS, B. METTOUT, K. SAUV
"Diamagnetism in granular La3Ba3CaCu7O6 weak-link effects " Physica C 249 377-386 (1995)

IIIaP95/05 - Y. ZANOUN, M. NICOLAS, J.P. BURGER, M. RABII AND G. ALQUIE
"A.C. susceptibility and microwave absorption study of GdBa2-xLaxCu3O7 high temperature superconductors"
Solid state Comm., 93, (a), 71 (1995)
 
 
 

IIIaP95/06 - Y.GUFAN, G.VERESHKOV, P.TOLEDANO, B.METTOUT, V.LORMAN, R.BOUZERAR
"Order parameter symmetries, phase diagrams, and physical properties of two dimensional unconventional superconductors. I : d wave pairing superconductivity."
Phys. Rev. B 51, 9219, 9227 (avril 1995)

IIIaP95/07 - Y.GUFAN, G.VERESHKOV, P.TOLEDANO, B. METTOUT, V. LORMAN, R. BOUZERAR
"Order parameter symmetries, phase diagrams, and physical properties of two dimensional unconventional superconductors. II : p wave pairing superconductivity." Phys. Rev. B 51, 9228, 9245  (avril 1995).

IIIaP95/08 - P. TOLEDANO, A. FIGUEIREDO NETO, V. LORMAN, B. METTOUT, V.P.DMITRIEV
"Theory of the phase diagrams of lyotropic nematic and lyotropic cholesteric systems." Phys. Rev. E 52, 5040, 5052 (novembre 1995)

IIIaP95/09 - D. MASSIOT, I. FARNAN, N. GAUTHIER, D. TRUMEAU, A. TROKINER ET J.-P. COUTURES.
"71Ga and 69Ga nuclear magnetic study of b-Ga2O3 : resolution of four and six fold coordinated Ga sites in static conditions". Solid State NMR , 4, 241 (1995)

IIIaP95/10 - A. TROKINER, K.N. MIKHALEV, A. YAKUBOVSKII, P. V. BELLOT, S. VERKHOVSKII, YU. ZHDANOV, YU. PISKUNOV, L. SHUSTOV, A. INYUSHKIN AND A. TALDENKOV.
"17O NMR in High-Tc superconductors Tl2Ba2CaCu2Oy". Physica C  255, 204 (1995).

IIIaP95/11 - YU. PISKUNOV, K.N. MYKHALYOV, YU. ZHDANOV, S. VERKHOVSKII, A. YAKUBOVSKII , L. SHUSTOV AND A. TROKINER.
"Non Uniform hole doping of crystallographically nonequivalent CuO2 planes in Tl2223". Superconductivity: physics, chemistry, technics, 78,  470 (1995).

IIIaP96/01 - A. DEFOSSEZ, J.P. CONTOUR, A. ABERT AND P. ZIEMANN
"Critical thickness of YBaCuO (123) epitaxial strained layers and YBaCuO based superlattices" Z. Physik.B, 100, (1996) 185

IIIaP96/02 - A. FORTINI
"Anisotropic Thomas-Fermi screening of electron-phonon interaction in layered two-dimensional conductors" Physica C 257  (1996) 31-45

IIIaP96/03 - A. GAUZZI, J. BOK
"Importance of out of plane dispersion of the excitation spectrum of superconducting bilayers with Josephson coupling" J. Superconductivity, vol. 9, n°5 (1996)

IIIaP96/04 - K. SAUV, J. CONARD, M. NICOLAS-FRANCILLON, F. BOUREE
"Resistivity and local susceptibility by 7Li NMR in YBa2Cu3-xO7±dLix" Physica C 273  (1996), 49

IIIaP97/01 - B. LERIDON
"Josephson noise in quasiparticle mixers" J. Appl. Phys. 81 (7) (1997) 3243-3247

IIIaP97/02 - B. LERIDON, P. FEBVRE, S. GEORGE, P. FEAUTRIER AND W.R. MCGRATH
"Experimental evidence of Josephson noise in superconductor-insulator-superconductor quasiparticle mixers" J. Appl. Phys. 82 (6) (1997) 3024-3027

IIIaP97/03 - J. BOK AND J. BOUVIER.
"Tunneling in anisotropic gap supraconductors." Physica C  274, (1997) 1-8

IIIaP97/04 - J. BOK AND J. BOUVIER.
"Comment on the paper of S. Dorbolo et al, Physica C 267 (1996) 24-30 entitled : Influence of van Hove singularity" Physica C 276 (1997) 173-174

IIIaP97/05 - B. METTOUT, P. TOLEDANO, H. VASSEUR AND A. FIGUEIREDO NETO
"Symmetry-breaking interface undulation for reconstructive phase transitions in complex fluids" Phys. Rev. Lett. 78, n° 18 (1997)

IIIaP97/06 - J. BOUVIER, J. BOK
"The van Hove scenario of high Tc superconductors : the effect of doping" Physica C 288 (1997) 217-225

IIIaP97/07 - J. BOUVIER, J. BOK
"The van Hove singularity and « pseudo-gap » in HTSC" Journal of Superconductivity, 10, n° 6 (1997)

IIIaP97/08 - S. PRAKASH
"Anisotropy of gap parameter in cuprate superconductors" J. Phys. I  France 7 (1997) 611-620

IIIaP97/09 - S. PRAKASH
"Gap parameter in cuprate superconductors" New Age International Ltd., New Delhi, (1997)

IIIaP97/10 - M. NICOLAS-FRANCILLON, F. MAURY, R. OLLITRAULT
"Magnetic properties and metal-non metal transition in the YBa2Cu3-xLixOz system" Physica C, 282-287 (1997) 451-452

IIIaP98/01 - P.V. BELLOT, A. TROKINER, Y. ZHDANOV, A. YAKUBOVSKII.
"43Ca NMR in Solid State". J. Chim. Phys. , 95, 280 (1998).

IIIaP98/02 - YU.V. PISKUNOV, K.N. MIKHALEV, YU.I. ZHDANOV, A.P. GERASHENKO, S.V. VERKHOVSKII, K.A. OKULOVA, E.YU. MEDVEDEV, A.YU. YAKUBOVSKII, L.D. SHUSTOV, P.V. BELLOT AND A. TROKINER.
"Influence of the doping level on the charge distribution among the non equivalent CuO2 layers in Tl2Ba2Ca2Cu3O10-d : A NMR study".  Physica C (sous presse 1998) .
 

 
 IIIa5.2 Congrès avec actes (en gras les conférences invitées)

 IIIaA94/01 - G. HAUCHECORNE, A.C. BOCCARA, J. BOK, J.P. CONTOUR, J. DEMOMENT, J.P. ROGER, H. RAFFY AND A. SACUTO
"Current induced optical birefringence in superconducting YBaCuO (123) and BiSrCaCuO (2212) thin films"
Physica C, 235-240 (1994) 2099, M2S HTSC-IV, Grenoble, juillet 1994

IIIaA94/02 - D. RAVELOSONA, C. FOURNAUX, J.P. CONTOUR AND N. BONTEMPS
"Magnetization measurements and irreversibility lines in (YBa2Cu3O7)M/(PrBa2Cu3-xGaxO7)N superlattices"
Physica C, 235-240 (1994) 2721, M2S HTSC-IV, Grenoble, juillet 1994

IIIaA94/03 - M. GOLOSOVSKY, M. TSINDLEKL, H. CHAYET, D. DAVIDOV, N. BONTEMPS, S. CHOCRON, E. ISKEVITCH, B. BRODSKII AND J.P. CONTOUR
"Anisotropic magnetic field-dependent surface resistance of YBCO films"
Physica C, 235-240, (1994) 3147

IIIaA94/04 - K. SAUV,  J. CONARD, M. NICOLAS
"Modification of the cuprate superconducting properties by Li+ doping : resistivity and NMR"
Physica C,  235-240, (1994) 1731, M2S HTSC-IV, Grenoble, juillet 1994

IIIaA94/05 - M. RABII, G. ALQUIE, Y. ZANOUN, M. NICOLAS, J.P. BURGER
"Microwave absorption in the high temperature superconductor Bi2Sr2Ca1-xGdxCu2O8"
Physica C, 235-240, (1994), M2S HTSC-IV, Grenoble, juillet 1994

IIIaA94/06 - L. LE NOC, A. TROKINER, J. SCHNECK, A-M. POUGNET, D. MORIN ET H. SAVARY.
"Spin susceptibility behaviour in the Bi2Sr2Can-1CunO2n+4 compounds : from underdoped to overdoped regime".
M2S-HTSC-, Grenoble (1994), Physica C 235-239 1703-1704 (1994)
 
 

IIIaA95/01 - J. BOK, J. BOUVIER AND L. FORCE
"Electronic structure and high Tc superconductivity: an itinerant electron approach.
Workshop "Electronic structure and high Tc superconductivity: an itinerant electron approach"
Herzliah, Israël, " 1-3 mai 1995. Voir ouvrage pour la publication

IIIaA96/01 - A. ABERT, J.P. CONTOUR, A. DEFOSSEZ, D. RAVELOSONA, W. SCHWEGLE, P. ZIEMANN
"Critical thickness of YBaCuO (123) strained thin films and superlattices grown by pulsed laser"
Appl. Surf. Sci., 96-98 (1996) 703, E-MRS, Strabourg, mai 1995

IIIaA96/02 - J. BOK AND J. BOUVIER
"Gap anisotropy and van Hove singularities in high Tc superconductors"
SPIE 96’s West Photonics, Vol. 2696, (1996), SPIE’s International Symposia of San José, San José (U.S.A.) 27 janvier - 2 février 1996

IIIaA96/03 - A. GAUZZI, J. BOK, J.P. CONTOUR, M. DROUET, D. RAVELOSONA
"Enhancement of transition broadening by elastic strain in superconducting YBa2Cu3O7 ultra-thin films and YBa2Cu3O7/PrBa2Cu3-xGaxO7 superlattices"
SPIE 96’s West Photonics, Vol. 2696, (1996), SPIE’s International Symposia of San José, San José (U.S.A.) 27 janvier - 2 février 1996

IIIaA96/04 - K. MIKHALEV, Y. PISKUNOV, YU. ZHDANOV, S. VERKHOVSKII, A. YAKUBOVSKII AND A. TROKINER.
"Spin susceptibility of unequivalent CuO layers in the normal state of Tl2Ba2Ca2Cu3Oy with different Tc".
Czech J Phys 46, 1131 (1996).

IIIaA97/01 - J. BOK, J. BOUVIER
"High Tc superconductors : the van Hove scenario, a review"
Physica C 282-287 (1997) 294-298, Proceedings of M2S-HTSC-V (1997), 5th International Conference on Materials & Mechanisms of Superconductivity High-Temperature Superconductors (M2S-HTSC V), Pékin (Chine) 29 février - 4 mars  1997
 

IIIaA97/02 - J. BOUVIER AND J. BOK
"The van Hove scenario of high Tc superconductors : the effect of doping"
Physica C 282-287 (1997) 1665-1666, Proceedings of M2S-HTSC-V (1997), M2S-HTSC V, Pékin

IIIaA97/03 - J. DURRELL, G. HAUCHECORNE, J. BOK, J. BOUVIER, A.C BOCCARA, J.P. CONTOUR AND J.P. ROGER
"Study of the birefringence by optical reflectivity in YBa2Cu3O7 and its variation with a superconducting current."
Physica C 282-287 (1997) 1025-1026, Proceedings of M2S-HTSC-V (1997), M2S-HTSC V, Pékin

IIIaA97/04 - M. NICOLAS-FRANCILLON, F. MAURY, R. OLLITRAULT
"Magnetic properties and metal-non metal transition in the YBa2Cu3-xLixOz system"
Physica C 282-287 (1997) 451-452
Proceedings of M2S-HTSC-V (1997), M2S-HTSC V, Pékin

IIIaA97/05 - M. NICOLAS-FRANCILLON, J. CONARD, K. SAUV, F. MAURY, P. LEGEAY
"Normal state properties of lithiated YBa2Cu3O7-x samples"
J. Low Temperature Physics, 107 (5-6) (1997) International Conference on Physics and Chemistry of Molecular and oxide superconductors, Karlsruhe (Allemagne), août 1996

IIIaA97/06 - P.-V. BELLOT, A. TROKINER, A. YAKUBOVSKII ET L. SHUSTOV.
"Intinsic localized magnetic moments in overdoped high-Tc cuprates (Tl1-xPbx)Sr2CaCu2O probed by 17O NMR".
M2S-HTSC-V, Beijing, Chine (1997), Physica C 282-287 1357-1358 (1997

IIIaA97/07 - P.-V. BELLOT, A. TROKINER, Y. ZHDANOV, A. YAKUBOVSKII, S.VERKHOVSKII, S. ZAGOULAEV AND P. MONOD..
"Magnetic properties of High-Tc oxides by 17O NMR and SQUID measurements : from overdoped superconductor to heavily overdoped metal".
M2S-HTSC-V, Beijing, Chine (1997), Physica C 282-287 1359-1360 (1997

IIIaA97/08 - Y. PISKUNOV, A. GERASCHENKO, K. MIKHALEV, YU. ZHDANOV, S. VERKHOVSKII, A. YAKUBOVSKII, A. TROKINER AND P.-V. BELLOT
"Electric field gradient and hole concentration in nonequivalent CuO2 layers of Tl2Ba2Ca2Cu3O10-d
 with different Tc".
M2S-HTSC-V, Beijing, Chine (1997), Physica C 282-287 1361-1362 (1997
 

 
 

IIIa5.3 Congrès sans actes (en gras les conférences invitées)

 IIIaC94/01 - J. BOK
"Can high temperature superconductivity be explained by the electronic structure of the cuprates ?"
14th General Conference GCCMD-14, Madrid, 28-31 mars 1994

IIIaC94/02 - J.P. CONTOUR
"Revue critique des techniques d'élaboration et d'analyse in situ des films et des multicouches de supraconducteurs à haute température critique"
GDR "Supraconducteurs":  Elaboration de Matériaux et dynamique des vortex- Roscoff, mai 1994

IIIaC94/03 - D. RAVELOSONA, C. SANT, C. FOURNEAUX, N. BONTEMPS ET J.P. CONTOUR
"Mesure d'aimantation et ligne d'irréversibilité dans les superréseaux YBaCuO/PrBaCuGaO."
GDR "Supraconducteurs, Roscoff, mai 1994

IIIaC94/04 - J.P. CONTOUR   P. STAIB
"Analyse des défauts de croissance épitaxiale par microscopie de photoémission"
10 ème séminaire du Comité EJM du GFCC, St Aygulf, juin 1994

IIIaC94/05 - D. RAVELOSONA, A. DEFOSSEZ ET J.P. CONTOUR
"Superréseaux contraints (YBa2Cu3O7)M/(PrBa2Cu3-xGaxO7)N préparés en épitaxie par ablation laser pulsée"
10 ème séminaire du Comité EJM du GFCC, St Aygulf, juin 1994

IIIaC94/06 - G. HAUCHECORNE, A.C. BOCCARA, J. BOK, J.P. CONTOUR, J. DEMOMENT, J.P. ROGER, H. RAFFY AND A. SACUTO.
"Mesure de la biréfringence optique de films minces supraconducteurs YBaCuO (123) et BiSrCaCuO (2212) soumis à de forte densité de courant."
Journées du GDR "Supraconducteurs", Nice, 1995
 
 
 

IIIaC94/07 - A. YAKUBOVSKII, L. SHUSTOV, TROKINER, S. VERKHOVSKII, K.N. MYKHALYOV AND YU. ZDANOV.
"Real structure ans electronic properties of thallium-based high-Tc superconductors as seen by rare isotope 43CaNMR".
12th Experimental NMR Conference , Oulu, Finland (1994).

IIIaC94/08 - A. CARRINGTON, C. AYACHE, L. LE NOC, A. TROKINER, J. SCHNECK AND A.-M. POUGNET
"Doping level in Bi based (n=1, 2, 3) Cuprates : A Comparison between Thermoelectric Power and Local Susceptibility"
M2S –HTSC-IV, Grenoble (1994).

IIIaC94/09 - L. LE NOC, A. TROKINER, A. YAKUBOVSKII, K.N. MYKHALYOV ET S. VERKHOVSKII.
"43Ca NMR study of the spin susceptibility in the BiSrCaCuO cuprates"
M2S-HTSC-IV, Grenoble (1994).

IIIaC94/10 - K.N. MYKHALYOV, YU. PISKUNOV, YU. ZHDANOV, S. VERKHOVSKII,.A. TROKINER, A. INYUSHKIN, A. TALDENKOV, L. SHUSTOV AND A. YAKUBOVSKII,
"Knight shift of nonequivalent positions of copper and oxygen in TlBaCaCuO"
27th Congress AMPERE on Magnetic Resonance. Kazan  (1994)

IIIaC94/11 - A.TROKINER
"Etude par RMN de 17O et 43Ca de propriétés électroniques dans les oxydes supraconducteurs".
Sixième Réunion de Travail sur la Résonance Magnétique Nucléaire dans les Solides "Méthodologie RMN : de la théorie à l'application" Eveux (1994).

IIIaC94/12 - N. GAUTHIER, D. MASSIOT, I. FARNAN, D. TRUMEAU, A. TROKINER ET J.-P. COUTURES
"RMN Haute résolution du gallium sur des composés oxydes"
Sixième Réunion de Travail sur la Résonance Magnétique Nucléaire dans les Solides "Méthodologie RMN : de la théorie à l'application" Eveux (1994).

IIIaC94/13 - P.-V. BELLOT, A. TROKINER, A. YAKUBOVSKII, K.N. MYKHALYOV ET S. VERKHOVSKII.
"Oxyde Supraconducteur(Tl,Pb)Sr2CaCu2O7 Etude par RMN de 17O et 43Ca".
Sixième Réunion de Travail sur la Résonance Magnétique Nucléaire dans les Solides "Méthodologie RMN : de la théorie à l'application" Eveux (1994).

IIIaC95/01 - J. BOK
"Electronic structure of the cuprates and high Tc superconductivity : singularities and nesting
Workshop on high-temperature superconductivity : Physical properties and mechanisms"
Miami (U.S.A.) janvier 1995

IIIaC95/02 - K. SAUV, J. CONARD, M. NICOLAS
"Modification of the cuprate superconducting properties by Li+  doping : resistivity and NMR"
GFECI 95, Mont Ste Odile, mars 1995

IIIaC95/03 - J.P. CONTOUR, B. SENFTINGER, P. STAIB
"Analyse de la surface des substrats GaAs et InP {110} prêts à l'épitaxie par microscopie de photoémission"
11ème séminaire du Comité EJM du GFCC, St Aygulf, mai 1995

IIIaC95/04 - J.P. CONTOUR, A. ABERT, A. DEFOSSEZ, D. RAVELOSONA
"Epaisseur critique des films minces YBaCuO et des superréseaux YBaCuO/PrBaCuGaO"
11ème séminaire du Comité EJM du GFCC, St Aygulf, mai 1995

IIIaC95/05 - F.X. REGI, J. SCHNECK, B. LERIDON, M. DROUET, F.R. LADAN
"Series array of intrinsic Josephson junctions in mesas patterned on (Bi,Pb)2Sr2CaCu2Oy  single crystals"
International Conference on Applied Superconductivity, - Edimburgh (Grande Bretagne), juillet 1995

IIIaC95/06 - A. GAUZZI, J.P. CONTOUR, M. DROUET, D. RAVELOSONA
"Mesures d'impédance de surface à radio-fréquence de superréseaux contraints YBa2Cu3O7/PrBa2Cu3-xGaxO7 par une technique single coil"
Colloque "Nouveaux matériaux et mesures des paramètres physiques fondamentaux" Journées du GDR "Supraconducteurs", Fontevraud, octobre 1995

IIIaC95/07 - D. RAVELOSONA, J.P. CONTOUR, M. DROUET
"Propriétés structurales et physiques de superréseaux contraints YBaCuO/PrBaCuGaO"
Journées du GDR "Supraconducteurs", Fontevraud, octobre 1995

IIIaC95/08 - K. SAUV, J. CONARD, M. NICOLAS-FRANCILLON, F. BOURREE
"Résistivité et susceptibilité locale (RMN sur 7Li) dans YBa2Cu3(Lix)O7±d"
Journées du GDR "Supraconducteurs", Fontevraud, octobre 1995

IIIaC95/09 - J.P. CONTOUR, B. SENFTINGER, P. STAIB
"Substrate and growth defects analysis by photoelectron emission microscopy"
ECASIA, Montreux (Suisse), octobre 1995

IIIaC95/10 - A. GAUZZI, J. BOK, J.P. CONTOUR, M. DROUET, D. RAVELOSONA
"Strain-induced broadening of superconducting transition in YBaCuO ultra-thin films and YBaCuO/PrBaCuGaO superlattices"
15th General Conference of the Condensed Matter Division of EPS, Baveno-Stresa (Italie), avril 1995

IIIaC95/11 - A. TROKINER
"17O and 43Ca NMR study of strongly overdoped thallium based compounds".
Réunion allemande NMR/NQR/ESR in High-Tc compounds, Jülich (1995).

IIIaC95/12 - P.-V. BELLOT, A. TROKINER, A. YAKUBOVSKII, K.N. MYKHALYOV ET S. VERKHOVSKII.
"17O and 43Ca NMR in heavily doped thallium based oxides"
Réunion du Réseau Européen "Low energy excitations in HTC Superconductors" Parme (1995).

IIIaC95/13 - P. -V. BELLOT, A. TROKINER ET A. YAKUBOVSKII
"Etude d'oxydes supraconducteurs Tl1212 par RMN"
Colloque GDR Supraconducteurs : "Matériaux nouveaux et grandeurs fondamentales" Fontevraud(1995).

IIIaC95/14 - P. -V. BELLOT, A. TROKINER ET A. YAKUBOVSKII
"Application de la RMN à l'étude de matériaux supraconducteurs".
Réunion du Réseau RMN du Solide du Grand Bassin Parisien, Paris (1995).

IIIaC96/01 - J. BOK, J. BOUVIER, L. FORCE
"Singularités de van Hove et propriétés physiques fondamentales des supraconducteurs à HTC"
GDR "Supraconducteurs", Caen, mai 1996

IIIaC96/02 - J. BOUVIER
"Calcul de l'anisotropie du gap et ses conséquences sur les propriétés physiques fondamentales des supraconducteurs"
GDR "Supraconducteurs", Caen, mai 1996

IIIaC96/03 - A. DEFOSSEZ, B. LERIDON, M. DROUET, F.R. LADAN, J. SCHNECK
"Interaction hyperfréquence due à l'effet Josephson intrinsèque dans (Bi2-xPbx)Sr2CaCu2O8"
GDR "Supraconducteurs", Caen, mai 1996

IIIaC96/04 - A. GAUZZI, J.L. REVERCHON, J. BOK
"Comportement conventionnel de l(T) à basse température dans le composé à un seul plan CuO2 La1.85Sr0.15CuO4"
GDR "Supraconducteurs", Caen, mai 1996

IIIaC96/05 - A. GAUZZI
"Materials aspects of high-Tc superconductivity : 10 years after the discovery"
Delphes (Grèce), août 1996

IIIaC96/06 -  P. -V. BELLOT, A. TROKINER, A. YAKUBOVSKII ET L. SHUSTOV
"Etude de l'état mixte par RMN du calcium 43Ca".
Colloque GDR Supraconducteurs :  "Théorie -Vortex - Applications", Caen (mai 1996).

IIIAC96/07 - A. TROKINER
"RMN du solide à très basse température".
Réunion de RMN du Solide, Bruker, Villeneuve d'Asq (mars 1996).

IIIaC96/08 - J. BLANCHARD, C. SANCHEZ, P.- V. BELLOT ET A. TROKINER
"Etude de réactions d'hydrolyse-condensation du butoxyde de titane".
Congrès de la Société Française de Chimie ENSCP, Paris (1996).

IIIaC96/09 - P.-V. BELLOT, A. TROKINER, A. YAKUBOVSKII ET L. SHUSTOV
"Mise en évidence de défauts et localisation de ces défauts par RMN de 17O dans un oxyde supraconducteur".
Septième Réunion de Travail sur la Résonance Magnétique Nucléaire dans les Solides "Méthodologie RMN : du spin au matériau"  Eveux (1996).

IIIaC97/01 - J. BOUVIER, J. BOK
"The van Hove scenario of high Tc superconductors : the effect of doping"
G.D.R. Supraconducteurs,  Gif /Yvette, juin 1997

IIIaC97/02 - F. MAURY, M. NICOLAS-FRANCILLON, R. OLLITRAULT, M. NANOT
"Propriétés magnétiques de l'état normal de YBa2Cu3-xLixOz"
G.D.R. Supraconducteurs,  Gif /Yvette, juin 1997

IIIaC97/03 - B. LERIDON, A. DEFOSSEZ, J.M. SIXDENIERS
"Etude d'empilement de jonctions réalisées à partir de superréseaux YBaCuO/PrBaCuGaO"
G.D.R. Supraconducteurs,  Gif /Yvette, juin 1997

IIIaC97/04 - J. BOUVIER, J. BOK
"The van Hove scenario of high Tc superconductors : the effect of doping, the effect of the screening, and the pseudogap"
"Gap symmetry and fluctuations in high Tc superconductors" NATO ASI, J. Bok, directeur, Cargèse France, septembre 1997
 
 

IIIaC97/05 - P.-V. BELLOT, A. TROKINER ET A. YAKUBOVSKII
"Moments magnétiques localisés détectés par RMN de 17O dans le régime surdopé"
GDR Supraconducteur "  Fluctuations Thermiques et Quantiques et Matériaux, du sous-dopé au sur-dopé" Gif sur Yvette (1997).

IIIaC97/06 - A. TROKINER, P.-V. BELLOT, Y. ZHDANOV ET A. YAKUBOVSKII
"RMN de l’isotope 43 du Calcium dans l’état solide"
GERM (Groupe d’Etude par Résonance) XV, Oléron (1997).
 

 
IIIa5.4 Articles publiés dans des ouvrages

 IIIaO96/01- J. BOK, J. BOUVIER AND L. FORCE
"Electronic structure and high Tc superconductivity: an itinerant electron approach."
published in "Coherence effects in HTc superconductors" edited by G. Deutscher and A. Revcolevschi, World Scientific Publishing Company (1996).
Workshop "Electronic structure and high Tc superconductivity: an itinerant electron approach"    Herzliah, Israël, " 1-3 mai 1995

IIIaO98/01 - J. BOUVIER AND J. BOK
"Superconductivity in the cuprates, the van Hove scenario : a review"
to be published in "The Gap Symmetry and Fluctuation in High Temperature Superconductors" edited by J. Bok and G. Deutscher, Plenum Publishing Corporation (1998)
"Gap symmetry and fluctuations in high Tc superconductors" NATO ASI, Cargèse, 1-13 septembre 1997

IIIaO98/02 - J. LESUEUR, B. LERIDON, M. APRILI, X. GRISON
"Tunneling in high Tc superconducting cuprates
to be published in "The Gap Symmetry and Fluctuation in High Temperature Superconductors" edited by J. Bok and G. Deutscher, Plenum Publishing Corporation (1998)
"Gap symmetry and fluctuations in high Tc superconductors" NATO ASI, Cargèse, 1-13 septembre 1997

IIIaO98/03 - A. TROKINER
"NMR in the normal state of cuprates".
To be published in " The Gap Symmetry and Fluctuation in High Temperature Superconductors " edited by J. Bok, G. Deutscher and D. Pavuna, Plenum Press..
 



 
IIIb SUPRACONDUCTIVITE B :  MATERIAUX ET CROISSANCE
 
 
 
 Etude par Epitaxie par Jets Moléculaires (MBE) de la croissance de nouveaux composés cuprates appartenant au système BiSrCaCuO. Cette technique est l’un des meilleur moyens à la fois de réaliser des films d’une qualité suffisante pour les applications en électronique, et d’explorer la synthèse de nouveaux composés.
 
IIIb1 Nouveaux composés cuprates synthétisés par Epitaxie par jets moléculaires

IIIb1 Nouveaux composés cuprates synthétisés par Epitaxie par jets moléculaires
Responsable : Michel Laguës

Chercheurs permanents : 3 (Catherine Deville, Xiang-Zhen Xu, Michel Laguës )
Visiteurs : 3 (Guy Deutscher, Philippe Germain, Baruch Barak.)
Thèses soutenues : 3 (Vincent Mairet, Christophe Hatterer, Betty Eustache)
Thèses en cours : 3 (Florin Beuran, Claire Partiot, Jean-Baptiste Moussy)
Publications : 7
Participations à des congrès  publiées : 9
Participations à des congrès sans actes :    5
Conférences internationales   invitées :     6
Coopérations Internationales : Collaboration avec le Laboratoire de Supraconductivité de l'Université de Tel Aviv (Pr G.Deutscher ) et  coordination de la collaboration Franco-Israelienne en  matière de supraconductivité( PICS112 du CNRS)
 Collaboration avec l'Institut de Physique des Solides de
 Darmstadt (Pr H.Adrian)
 Collaboration avec le Laboratoire NCRDS Beijing
 (Chine) (Pr Z.X.Zhao)

Principaux résultats :
- Synthèse et étude de composés du type Phase Infinie (Sr,Ca)CuO2. La supraconductivité observée autour de 100K dans les composés de volume réalisés sous haute pression est vraisemblablement due à des phases secondaires bien identifiées. Nous avons  rédigé un article de revue sur ce sujet ,.
- Synthèse et étude de composés à échelle de spin (Sr,Ca)n-1Cun+1O2n  dont les propriétés électroniques unidimensionelles laissent espérer des propriétés supraconductrices particulièrement intéressantes , . A notre connaissance, notre équipe est la seule à préparer les composés les plus intéressants CaCu2O3 -sans strontium- . Il est de plus possible de contrôler le dopage de ces composés : leur résistivité à température ambiante varie suivant le type de préparation de quelques mW.cm à quelques centaines de µW.cm. Des mesures de transport jusqu’à des pressions de 33 kbar sont en cours en collaboration avec l’équipe de Denis Jérôme.
- Nouveaux composés  BiSrCaCuO La résistivité à température ambiante d’une famille d’échantillons enrichis en cuivre atteint des valeurs très faibles. Dans plusieurs cas la résistivité est inférieure à 10-9 W.cm, limite expérimentale de la mesure. Les caractéristiques courant-tension I(V) sont très non-linéaires, en accord avec l’hypothèse d’un comportement supraconducteur.

IIIb1.1 Synthèse et étude de composés du type Phase Infinie (Sr,Ca)CuO2
Les familles de cuprates supraconducteurs synthétisées depuis 1987 comportent des blocs Can-1(CuO2)n de n plans CuO2 séparés par n-1 plans Ca, où se trouve localisée la supraconductivité. La température critique augmente avec le nombre de plans CuO2 par cellule jusqu’à n = 3, le record étant actuellement détenu depuis 1993 par HgBaCaCuO (135K, et 160K sous haute pression).  Différentes familles de nouveaux cuprates synthétisés avec l’objectif d’augmenter la température critique sont regroupées sous le nom de Composés du type Phase Infinie,  en référence au composé de cellule CaCuO2 , phase infinie proprement dite où n est infini. L’utilisation de très hautes pressions, typiquement 6 GPa, permet de synthétiser en volumes des composés qui présentent une supraconductivité encore mal expliquée autout de 110K. Nous avons synthétisé de tels composés (Sr1-xCax)CuO2 dans toute la gamme de composition x, sans observer de supraconductivité. L’hypothèse que nous favorisons dans l’article de revue que nous avons  rédigé sur ce sujet , est que la supraconductivité observée est due à des phases secondaires bien identifiées.

 
 
 échelle à 2 montants Þ n = 3  échelle à 3 montants Þ n = 5

IIIb1.1.1 Projets.
Cette étude est pour l’instant terminée. Elle a permis d’explorer différentes principes de dopage des plans cuprates supraconducteurs en fonction de la structure des composés, en mettant en évidence deux limitations essentielles :
- Pour atteindre un dopage typique de 0.15 trou par atome de Cu, les charges ne peuvent pas provenir du plan cationique (Sr ou Ca) de la phase infinie, car les énergies et champs électriques impliqués provoquent des transitions structurales.
- Lorsque les charges proviennent d’un bloc lamellaire réservoir inséré dans la phase infinie -cas le plus général- , ils semble qu’elles soient fortement écrantées conduisant à un dopage très faible à partir du troisième plan  à partir du bloc réservoir.
Il n’existe ainsi aucun moyen de doper de façon homogène la phase infinie. Ceci est une limitation importante à la température critique des cuprates, qui reste un défi pour l’ingénierie de nouveaux composés cuprates supraconducteurs.

IIIb1.2 Synthèse et étude de composés à échelle de spin (Sr,Ca)n-1   Cun+1  O2n
Ces composés sont dérivés de la phase infinie par simple décalage de rangées d’atomes de cuivre. Leurs propriétés électroniques unidimensionelles  laissent espérer des propriétés supraconductrices particulièrement intéressantes . Le couplage antiferromagnétique entre chaines est frustré. De plus on observe un gap de spin dans les plans Cu2p+1O4p des composés d’ordre pair, qui est du à la formation de singlets. Ceci permet d’espérer l’apparition de supraconductivité à très haute température . Récemment, plusieurs équipes dont celle de Denis Jérôme (Orsay) ont observé l’apparition à très haute pression d’une transition supraconductrice dans des composés d’une famille voisine.
 
 
 
Fig 2 Image HRTEM de Sr2Cu4O6 montrant les doubles colonnes de cuivre.  En haut : l’image brut, en bas : après filtrage de Wiener. 

 
 

L’étude des composés lacunaires M1-y CuO2 apparentés à la famille phase infinie (M représente Sr1-xCax), nous a conduit à synthétiser de nouvelles phases riches en cuivre où la concentration 1-y est typiquement comprise entre 0.5 et 0.8. Ces phases sont pures et bien cristallisées. Leur résistivité à température ambiante varie suivant le type de préparation de quelques mW.cm à quelques centaines de µW.cm ce qui montre qu’il est possible de contrôler le dopage de ces composés.  L’étude de leur structure par diffraction X quatre cercles et par microscopie électronique à haute résolution a permis de les identifier aux composés Echelles de spin2 à deux montants (Sr,Ca)2 Cu4Oz . En effet, l’observation de ces composés par l’équipe de J.Y.Laval en microscopie électronique confirme clairement la présence de plans échelles. Une étude du degré d’oxydation du cuivre par spectroscopie d’absorption X au seuil L3 du cuivre nous a permis de mesurer la valence du cuivre de 2.25, particulièrement proche de celle qui est souhaitée pour observer de la supraconductivité sous pression.

IIIb1.2.1 Projets
A notre connaissance, notre équipe est la seule à préparer les composés les plus intéressants CaCu2O3  -sans strontium- qui présentent des résistivités de l’ordre de 1 mW.cm et un caractère métallique au dessus de 150K. Il est particulièrement intéressant de comparer leur comportement sous pression avec ceux observés par d’autres équipes sur la phase voisine (Sr,Ca)14Cu24O41 . Cette dernière phase qui devient supraconductrice autour de 30kbar, contient des plans échelle Cu2O3 alternés avec des chaînes CuO2 supposées ne pas contribuer au transport. Les mesures sur un composé Echelles pur devraient ainsi faire apparaitre la supraconductivité de façon encore plus claire. Il faut noter que ces composés Echelles sont les premiers composés cuprates où la supraconductivité soit observée an l’absence de plans CuO2 . Dans le cadre d’une collaboration avec l’équipe de Denis Jérôme, des mesures de transport sur ces composés jusqu’à des pressions de 33 kbar sont actuellement en cours.

IIIb1.3 Nouveaux composés  BiSrCaCuO
Nous avons étudié les propriétés de transport de nouveaux composés appartenant à la famille des cuprates BiSCaCuO qui présentent les caractéristiques  chimiques suivantes : le rapport Cu/Ca  présente une valeur typiquement double de celle observée dans les composés habituels de composition Bi2Sr2Can-1CunO2n+4 , et d’autre part la concentration de Bi est fortement déficiente par rapport à ces composés habituels. La résistivité à température ambiante des échantillons correspondant à ces caractéristiques -quinze échantillons mesurés- atteint des valeurs très faibles, de l’ordre de 1 µW.cm ou moins.  Dans plusieurs cas la résistivité est inférieure à 10-9 W.cm , limite expérimentale de la mesure.

 

Les caractéristiques courant-tension I(V) sont très non-linéaires. Différents exemples typiques sont décrits où l’apparition d’une dissipation mesurable présente une dépendance en loi de puissance en fonction du courant, parfois accompagnée d’un comportement hystérétique. Ces propriétés permettent d’envisager plusieurs origines physiques parmi lesquelles un comportement supraconducteur.
Une hypothèse est proposée pour rendre compte de la composition particulière de ces échantillons : les plans cuprates de la structure habituelle Bi2Sr2Can-1CunO2n+4  seraient remplacés par des plans du type Echelles de Spin dont la composition est enrichie en cuivre par rapport aux plans cuprates. Des études de microscopie électronique à très haute résolution sont en cours pour confirmer cette hypothèse.
IIIb1.3.1 Projets
Nous avons effectué plusieurs milliers d’enregistrements de caractéristiques courant/tension sur ces échantillons. De très faibles résistivités sont observées jusqu’à des températures dépassant 100°C, et jusqu’à des densités de courant élevées -plus de 10 000 A/cm²-,  suffisantes pour des applications typiques. Il reste plusieurs étapes à franchir avant que ces résultats ne soient complètement validés, dont notamment l’identification non ambiguë de la structure ainsi que l’augmentation de reproductibilité de la synthèse et des propriétés.  En effet, nous ne connaissons pas clairement la structure responsable de ces propriétés dans nos échantillons, et ceci peut paraître paradoxal étant donné notre méthode de fabrication couche atomique par couche atomique. Il semble ici que la structure interne des couches -que nous ne pouvons pas contrôler directement- joue un rôle déterminant. Il est donc nécessaire d’observer cette structure, de la situer dans un cadre raisonnable d’explication des propriétés, puis d’optimiser sa fabrication. Nous travaillons actuellement sur une hypothèse structurale qui rend compte -pour la première fois- de tous les éléments dont nous disposons sur la composition, la structure et les propriétés de transport. Nous allons prochainement protéger cette idée par un dépôt de brevet pour pouvoir en discuter, et tenter de réaliser ces composés par d’autres techniques; en collaboration avec d’autres équipes qui nous l’ont proposé (notamment J.L. Tholence et J.C. Capponi de Grenoble). Parallèlement, il est nécessaire que des laboratoires indépendants puissent reproduire nos mesures avec des échantillons que nous leur fournirons. Il faut pour cela accroître la reproductibilité de notre fabrication, et mettre au point un protocole de transport et de mesure avec ces laboratoires.
 
IIIb2 Production Scientifique (Opération IIIB)
IIIb2.1 Publications

Ib1.1
 IIIbP94/01 - M. LAGUES, H. TEBBJI, V. MAIRET, C. HATTERER, C. DEVILLE-CAVELLIN, C.F. BEURAN, N. HASS et X.Z. XU
"Sequential Imposed Layer Epitaxy of Cuprates Films" Journal of Superconductivity 7, 221 (1994)

IIIbP94/02 - M. LAGUES, X.M. XIE, H. TEBBJI, X.Z. XU, V. MAIRET, C. HATTERER, C.F. BEURAN et C. DEVILLE-CAVELLIN
"Transition résistive et diamagnétique à 250K dans un film de cuprate déposé couche atomique par couche atomique" Comptes Rendus de l'Académie des Sciences  tome 318, 591 (1994)

IIIbP94/03 - X.Z. XU, M. VIRET, H. TEBBJI, V. MAIRET, C. HATTERER, C. DEVILLE-CAVELLIN, C.F. BEURAN et M. LAGUES
"Growth mechanisms of Bi2Sr2CuO6 films deposited by sequentialy imposed layer epitaxy" Solid. Stat. Comm.  92, 443 (1994)

IIIbP95/01 - X.M. XIE, C. HATTERER, V. MAIRET, C.F. BEURAN, C. COUSSOT, C. DEVILLE-CAVELLIN, B. EUSTACHE, P. LAFFEZ, X.Z. XU et M. LAGUES
"Transport mechanisms in infinite layer compounds grown by molecular beam epitaxy" Appl.Phys.Lett. 67, 1671 (1995)

IIIbP96/01 - C. HATTERER, V. MAIRET, C.F. BEURAN, X.M. XIE, X.Z. XU, M. LAGUES, C. COUSSOT, B. EUSTACHE, H. ADRIAN, P. WAGNER, C. DEVILLE-CAVELLIN, G. INDLEKOFER et A. TALEB
"Fermi surface of  Bi2Sr2CaCu2O8+d  thin film" Physica C 261, 153 (1996)

IIIbP97/01 - C. DEVILLE-CAVELLIN, B. EUSTACHE, C. HATTERER, J.P. LAURIAT, X.Z. XU, V. MAIRET, C.F. BEURAN et M. LAGUES
"Calcium ladder cuprate films grown by Molecular Beam Epitaxy", Physica C 282, 929 (1997)

IIIbP97/02 - M. LAGUES, C. PARTIOT, V. MAIRET, C. HATTERER, X.Z. XU, C. DEVILLE-CAVELLIN, C.F. BEURAN, B. EUSTACHE et J.B. MOUSSY
 "Room temperature transport properties of new BiSrCaCuO compounds", Comptes Rendus de l'Académie des Sciences  Paris, 324, 627 (1997)
 IIIb2.2 Congrès avec Actes

 IIIBa96/01 - M. LAGUËS, C.F. BEURAN, C. COUSSOT, C. DEVILLE-CAVELLIN, B. EUSTACHE, C. HATTERER, P. LAFFEZ, V. MAIRET, X.M. XIE ET X.Z. XU
"The infinite layer family of superconducting cuprates"
Coherence in Superconductors, P 70, Ed G Deutsher & A. Revcoleschi (World Scientific 1996)
"Electronic structure and High Tc superconductivity : an itinerant electron approach, 1-3 mai 1995, Herzlia, Israel.

IIIBa96/02 M. LAGUËS, C.F. BEURAN, C. DEVILLE CAVELLIN, B. EUSTACHE, P. GERMAIN, C. HATTERER, V. MAIRET, C. PARTIOT, X.M.. XIE ET X.Z.. XU
"On the way from Infinite Layer Compounds to Atomic Engineering of Superconducting Cuprates"
SPIE Journal, 2697 (1996), Oxide Superconductors : Physics and Nanoengineering II, January 27 - February 2, 1996, San Jose, California.

IIIba96/03 - C.J. HATTERER, B. EUSTACHE, L. COLLIN, A. MICHALOWICZ, J. MOSCOVICI, C. DEVILLE CAVELLIN, C.F.
 BEURAN, C. PARTIOT, P. GERMAIN, X.Z. XU, A. TRAVERSE ET M. LAGUËS
"Study of apical oxygen atoms in cuprate compounds by X-Ray absorption spectroscopy near the Cu K-edge"
Journal of Alloys and Compounds 251, 103 (1997)
E-MRS 1996 Spring meeting, 4-7 juin 1996, Strasbourg, France.

IIIBa 96/04 - P. GERMAIN ET M. LAGUËS
"Electronic structure of the Ladder compound La2-xSrxCu2O5 in a weak coupling model"
Journal of Alloys and Compounds 251, 103 (1997)
 E-MRS 1996 Spring meeting, 4-7 juin 1996, Strasbourg, France.

IIIBa 96/05 - C.F. BEURAN, X.Z. XU, V. MAIRET ET M. LAGUËS
"Adsorption efficiency in MBE growth of infinite layer compounds : simulations on a lattice gas model"
E-MRS 1996 Spring meeting, 4-7 juin 1996, Strasbourg, France.

IIIBa 96/06 - B. EUSTACHE, C.F. BEURAN, C. DEVILLE CAVELLIN, C. HATTERER, V. MAIRET, C. PARTIOT, X.Z. XU ET M. LAGUËS
"MBE growth of metallic compounds on the copper rich side of the (Sr,Ca)-Cu-O system"
Journal of Alloys and Compounds 251, 103 (1997)
E-MRS 1996 Spring meeting, 4-7 juin 1996, Strasbourg, France

IIIBa  96/07 - M. LAGUËS, C.F. BEURAN, C. DEVILLE CAVELLIN, B. EUSTACHE, C. PARTIOT ET X.Z. XU
"Atomic engineering of superconducting cuprates"
MRS Symposium «HTc Superconductivity - Interplay of fundamentals and applications», 2-6 décembre 1996, Boston, USA.

IIIba 97/01 - M. LAGUËS, C.F. BEURAN, C. DEVILLE CAVELLIN, B. EUSTACHE, J.B. MOUSSY, C. PARTIOT ET XZ. XU
"Transport properties of MBE grown cuprate spin ladders"
Physica C 282, 162 (1997)
M²S-HTSC-V conference, 28  février 1997, Beijing, Chine.

IIIBa 97/02 - M. LAGUËS, C.F.. BEURAN, C. DEVILLE CAVELLIN, B. EUSTACHE, J.B. MOUSSY, C. PARTIOT ET X.Z. XU
"Transport properties of MBE grown cuprate spin ladders and BiSrCaCuO new compounds"
 EUCAS’97, 30 Juin-3Juillet-July 1997, Univ. of Twente, Netherlands.

 
IIIb2.3 Congrès sans actes

 IIIBC 94/01 - M. LAGUËS
"Elaboration de cuprates artificiels couche atomique par couche atomique"
Réunion spéciale du GDR Supraconducteurs sur les Nouvelles Phases Supraconductrices
(Grenoble 18 février 1994)

IIIBC 94/02 - M. LAGUËS
"Ingénierie de matériaux déposés par séquences de couches atomiques : le cas des cuprates supraconducteurs"
Réunion organisée par L’Institut de Prospective de l’ENS (Paris le 22 mars 1994)

IIIBC 97/03 - M. MAGUËS, C.F. BEURAN, C. DEVILLE CAVELLIN, B. EUSTACHE, J.B .MOUSSY, C. PARTIOT ET X.Z. XU
MBE engineering of new superconducting cuprate compounds
Meeting on Superconducting Wires (Geneva, Swizerland, September 4-5, 1997)

IIIBa 98/01 - M. LAGUËS, X.Z. XU, C.F. BEURAN, C. DEVILLE CAVELLIN, B. EUSTACHE, J.B .MOUSSY et C. PARTIOT
« Mécanismes de croissance par MBE de films de cuprates »
12mes  Journées  Surfaces et Interfaces      (ESPCI, Paris  27,28 janvier 1998)

IIIBa98/02 M. LAGUËS, J.Y. LAVAL, C.F. BEURAN, C. DEVILLE CAVELLIN, B. EUSTACHE, J.B .MOUSSY, C. PARTIOT et X.Z. XU
« Composés à Echelles de Spin SrCu2O3 et CaCu2O3 : Synthèse par MBE et étude structurale  »
Journées Spins Quantiques a basse dimensions
(ESRF Grenoble  15,16 janvier 1997)
 

IIIb2.4 Articles publiés dans des ouvrages
 IIIBo96/01 M. LAGUËS, C.F. BEURAN, C. COUSSOT, C. DEVILLE CAVELLIN, B. EUSTACHE, C. HATTERER, P. LAFFEZ, V. MAIRET, X.M. XIE ET X.Z. XU
"The infinite layer family of superconducting cuprates" 29 pages, 142 références
Coherence in Superconductors, P 70, Ed G.Deutscher & A.Revcoleschi (World Scientific 1996)
 

  Introduction
  Opération I :  Matériaux : Propriétés Optiques et Magnétiques
  Opération II :  Interfaces et Microstructures
  Opération III : Supraconductivité
  Opération IV : Photothermique
  Opération V : Instrumentation



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