Couches minces d'oxyde d'étain : la localisation faible et les effets de l'interaction

Thin films of tin oxide : weak localization and the effects of electron interaction

• Auteur / Autrice : Taras Dauzhenka
• Direction : Vitaly Ksenevich, Jean Galibert
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Dioxyde d'étain

Couches minces métalliques

Mots clés libres

Localisation faible

Interférence quantique

Transition métal-isolant

Localisation d'Anderson

Systèmes Désordonnés

Champs pulsé

Champs magnétiques intenses

Oxydes transparents

Résumé

Cette thèse contribue à démontrer que la théorie des corrections quantiques à la conductivité, issues de la localisation faible et de l'interaction entre les électrons, donne une description raisonnable des caractéristiques de transport de charge dans les couches polycristallines de SnO2 du côté métallique de la transition métal-isolant. Les données expérimentales, obtenues à basse température et à fort champ magnétique sont analysées dans le cadre du régime de localisation faible, ainsi que dans le cadre du régime de forte localisation. En parallèle à la discussion des mécanismes du transport de charge électrique dans les couches désordonnées de SnO2, un aperçu des approches théoriques, développées pour la description de ces mécanismes est présenté, et leurs limites exposées. Les méthodes utilisées pour l'extraction des corrections quantiques à la conductivité, issues de la localisation faible et de l'interaction électron-électron, sont considérées d'un point de vue critique. Nos résultats supposent que : – le mécanisme principal du déphasage des électrons est la diffusion électron-électron incluant un petit transfert d'énergie – aux champs magnétiques forts, quand B ≫ Btr identique à h barre /(4eDtau), la dépendance de la conductivité en fonction de la température est gouvernée par les corrections quantiques issues de l'interaction entre les électrons (dans la gamme T inférieur à 2 inférieur à 15 K). Pour les échantillons étudiés : Btr approximativement égal à 0. 3 Tesla, kF l approximativement égal à 10.

This thesis proves that the theory of quantum corrections to conductivity, associated with weak localization and the effects of electron-electron interaction, provides reasonable description of the charge transport characteristics of SnO2 polycrystalline films on the metallic side of the metal-insulator transition. The experimental data obtained at low temperatures (T = 1. 8 - 50 K) in both static and pulsed magnetic fields (up to 52 Tesla) are analyzed both in the frame of weak localization regime and strong localization regime. Parallel to the discussion of charge transport mechanisms in disordered films of SnO2, I present an overview of theoretical approaches developed for the description of these mechanisms. The methods of extraction of quantum corrections to conductivity are critically discussed. Our results suggest that: 1. The principal mechanism of electron dephasing is the electron-electron scattering with small energy transfer. 2. In strong magnetic fields, when B ≫ Btr [same as] h-bar/(4eDtau ), the temperature dependence of conductivity is governed by the quantum corrections stemming from the electron-electron interactions (in the range T=2-15 K). For the samples studied: Btr [about] 0. 3 Tesla, kF l [about] 10.