Étude du composé ferromagnétique supraconducteur URhGe

The ferromagnetic superconductor URhGe

• Auteur / Autrice : Frédéric Hardy
• Direction : Jacques Flouquet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015)

Résumé

Cette thèse porte sur l'étude des propriétés physiques du composé ferromagnétique-supraconducteur URhGe. Il s'agit de la première étude menée sur des échantillons se présentant sous forme onocristalline dans des conditions expérimentales extrêmes: très basse température, très haute pression hydrostatique et fort champ magnétique. Dans un premier temps nous décrivons la cristallogénèse et les traitements thermiques associés nécessaires à l'obtention de cristaux présentant des transitions résistives supraconductrices étroites et complètes. Dans un second temps nous présentons le diagramme de phase (P,T) réalisé à l'aide de mesures d'aimantation, transport et calorimétrie. Contrairement à son homologue UGe2 la température de Curie croit quasi linéairement jusqu'à 129 kbar. Parallèlement lé température critique supraconductrice et le moment ordonné diminuent de façon monotone. Nous reportons également l'influence des défauts cristallins et la première tentative de mesure de courant critique. Ces résultats démontrent que l'état fondamental de ce composé est supraconducteur non conventionnel. Finalement nous présentons les premières mesures du second champ critique obtenues sur de! monocristaux de qualité différente. La présence des domaines magnétiques au sein du condensât supraconducteur s'illustre par un saut de Hc2 au voisinage de Tc. La valeur de Hc2 au zéro absolu ainsi que la forte anisotropie observée mettent en évidence que la symétrie du paramètre d'ordre correspond trés certainement à un état polaire de spin triplet. Néanmoins nos mesures ne nous permettent pas d'exclure totalement un état singulet dans l'approximation d'un couplage électron-phonon fort.

This thesis deals with the physical properties of the ferromagnetic superconductor URhGe. It consists of the tirst study realized on single crystal specimens in extreme experimental conditions i. E. Very low tempertaure, high hydrostatic pressure and intense magnetic field. Firs of ail we describe the crystal growth and the associated different annealing procedures necessary to obtain samples that exhibit a complete and narrow resistive superconducting transition. Then we present the pressure-temperature phase diagram obtained by calorimetry, transport and magnetisation. On contrary to UGe2 the Curie temperature increases linearly up to 129 kbar while the ordered moment and the superconducting critical temperature decrease in parallel. We also report the influence of the lattice defects and the tirst try of measuring the critical current. Our results are compatible with an unconventional superconducting ground state. Finally we present the tirst measurements of the upper magnetic field on samples with different RRR. A clear jump of Hc2 close to Tc illustrates the preseno of the ferromagnetic domains in the superconducting condensate. The value of Hc2 at 0 K and the observed strong anisotropy are coherent with a polar order parameter with spin triplet pairing. Nevertheless our measurements can not exclude a spin singlet ground stal whether one consider that the coupling between the quasiparticules and the phonons is relatively strong.