Thèse soutenue

Comportement hors équilibre des isolants de Mott sous champ électrique : transition résistive par effet d'avalanche électronique dans les composés AM4X8 (A=GA, Ge ; M=V,Nb,Ta;X=S,Se) et Ni (S, Se)2
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Auteur / Autrice : Vincent Guiot
Direction : Étienne JanodLaurent CarioBenoît Corraze
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences des matériaux – Physico-chimie des matériaux
Date : Soutenance en 2011
Etablissement(s) : Nantes
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Matériaux, Matières, Molécules en Pays de la Loire (3MPL) (Le Mans ; 2008-2021)
Jury : Président / Présidente : Olivier Chauvet
Examinateurs / Examinatrices : Marcelo Rozenberg
Rapporteurs / Rapporteuses : Marc Fourmigué, Claude Pasquier

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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La transition isolant-métal (TIM) de Mott, liée aux corrélations électroniques fortes, a été au cours du dernier quart de siècle au cœur de découvertes majeures (supraconductivité, magnétorésistance) en Physique du Solide. Cette transition est expérimentalement contrôlée par le dopage et la pression. En dépit d'un potentiel applicatif fort, la possibilité d'induire une TIM de Mott par un champ électrique est restée peu étudiée jusqu'ici. Récemment, une transition résistive originale induite par impulsion électrique a été découverte dans la famille de composés corrélés AM 4 X 8 (A = Ga, Ge; M= V, Nb, Ta; X= S, Se). Cette thèse débute par une exploration approfondie de l'état isolant de Mott de ces composés. Nous montrons ensuite que des champs électriques supérieurs à une valeur seuil Eseuil de l'ordre du kV/cm permettent de briser l'état isolant de Mott des composés. Ce phénomène, de nature purement électronique, peut être piégé pour induire une transition résistive non-volatile. Une étude de· la solution solide GaTa4(Se,Te) 8, développée à dessein, met alors en évidence la dépendance de Eseuil vis-à-vis du gap des composés. La comparaison avec le comportement sous champ électrique de semi-conducteurs conventionnels suggère fortement un mécanisme d'avalanche électronique, et non un effet Zener comme invoqué dans les études théoriques récentes. De plus, la dynamique de transition et le fort couplage électromécanique observés expérimentalement semblent reliés à l'état isolant de Mott des composés. Des études similaires de la solution solide Ni(S,Se)i et du composé organique K-(BEDT- TTF)2Cu[N(CN)2]Cl confirment la généralisation du même effet d'avalanche à d'autres isolants de Mott