Etude de quelques propriétés supraconductrices de systèmes multicouches en films minces préparés avec l'oxyde YBa2Cu3O7

Study of some of the superconducting properties of multilayers made with YBa2Cu3O7 films

• Auteur / Autrice : Nabil Touitou
• Direction : Pierre Bernstein
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Milieux denses et matériaux
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Caen

Mots clés

Mots clés contrôlés

Inductance

Superréseaux

Couches minces supraconductrices

Résumé

Ce travail comporte deux parties. Dans la première on étudie l’interaction magnétique entre un film mince magnétique et un film supraconducteur à haute température critique en dessous de celle-ci. On démontre à partir de considérations théoriques que cette interaction doit se traduire par une dissymétrie de la caractéristique courant-tension du film supraconducteur dans l’état mixte dépendant du sens relatif du courant circulant dans le supraconducteur par rapport à la direction de l’aimantation du film magnétique. On vérifie expérimentalement ces considérations théoriques avec un système comprenant un film supraconducteur de la phase YBa2Cu3O7 et un film magnétique de la phase La2/3Sr1/3MnO3 superposés. L’effet prévu est effectivement observé et étudié en fonction de la température et pour diverses directions d’application du champ. Les résultats obtenus sont comparés à des résultats similaires obtenus par une équipe russe avec un système comprenant un film supraconducteur métallique. On en conclut que si les phénomènes observés sont similaires, les processus microscopiques à l’œuvre sont probablement différents. La seconde partie de la thèse est consacrée à la mise en évidence du caractère inductif de certains superréseaux incluant des films supraconducteurs YBa2Cu3O7 et des film isolants LaAlO3. Des mesures courant-tension réalisés sur ces systèmes dans l’état Meissner ont révélé l’existence d’une tension proportionnelle à la fréquence en quadrature de phase avec le courant aux bornes de ces superréseaux. Ce phénomène qui n’est pas observé aux bornes de films supraconducteurs simples est décrit pour la première fois.

This work consists of two parts. In the first one, the magnetic interaction between a magnetic thin film and a high critical temperature superconducting thin film below its critical temperature is studied. From theoritical considerations it is shown that this interaction should make the current-voltage curve measured at the terminals of the superconducting film in the mixed state non-symmetric. The non-symmetry should depend on the direction of the current flowing in the superconducting film with respect to that of the magnetic film magnetization. This prediction is experimentally verified with bilayers including a YBa2Cu3O7 film stacked on a La2/3Sr1/3MnO3 film. The effect is investigated at different temperature and for different magnetization directions. The obtained results are compared to similar results obtained by a russian group with a system including a metallic superconductor. This comparison yields the conclusion that in spite of the similarity of the observed effects, their microscopic origin is probably different. The second part of the thesis describes the inductive behavior of some superlattices including superconducting YBa2Cu3O7 films and insulating LaAlO3 films. Current-voltage measurements carried out on these systems in the Meissner state have shown the existence of a voltage component whose amplitude is proportional to the current frequency and that is in phase quadrature with the current. This phenoimena that is not observed at the voltage terminals of simple superconducting films is described for the first time.