Dynamique de spin dans le supraconducteur non conventionnel CeCoIn¥

Spin dynamics of the unconventional superconductor CeCoIn5

• Auteur / Autrice : Justin Panarin
• Direction : Stéphane Raymond
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance le 05/04/2012
• Etablissement(s) : Grenoble
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale physique (Grenoble, Isère, France ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Service de Physique Statistique, de Magnétisme et de Supraconductivité
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Service de Physique Statistique, Magnétisme et Supraconductivité
• Jury : Président / Présidente : Françoise Hippert
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Stéphane Raymond, William Knafo, Markus Hollaus, Adrien Toutant, Timo Makarainen, Luca Perniola
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Jean-Michel Mignot, Shinsaku Kambe, Christian Degache

Mots clés

Mots clés libres

CeCoIn5

Supraconductivité non-conventionnel

Résonance de spin

Diffusion inélastique de neutrons

Fermions lourds

CeCoIn5

Unconventional supraconductivity

Spin resonance

Inelastic neutron scattering

Heavy fermion

Résumé

Cette thèse porte sur l'étude de la dynamique de spin dans CeCoIn5 et plus précisément sur l'étude de la ''résonance de spin'' dans ce composé. CeCoIn5 est le composé à fermions lourds à base de cérium ayant la température de supraconductivité la plus élevé ( Tc = 2.3 K) et présente une supraconductivité non-conventionnelle avec un gap de type d_{x²-y²}. Dans l'état supraconducteur, le spectre des excitations magnétiques est radicalement modifié avec l'apparition d'un excitation particulièrement intense appelé ''Résonance de spin''. Ce type d'excitations a déjà été découvert dans les supraconducteurs haute-températures, dans d'autres composés à fermions lourds et également dans les nouveaux supraconducteurs au Fer. Dans cette thèse, nous étudions l'évolution de la résonance de spin en présence d'un champ magnétique et avec l'introduction d'impuretés magnétiques et non-magnétiques. D'après notre étude, les impuretés vont influer sur la résonance de spin via le gap supraconducteur, en effet la présence d'impuretés diminue le gap supraconducteur et l'énergie de la résonance de spin va diminuer de manière proportionnelle. L'influence du champ magnétique est délicate à considérer mais nos recherches porteraient vers un splitting Zeeman de la résonance de spin en accord avec les modèles développés pour les cuprates.

In this thesis, the spin dynamics of CeCoIn5 has been studied by inelastic neutron scattering. CeCoIn5 presents the highest critical temperature ( Tc = 2.3 K) among heavy fermion Ce-based compounds and shows an unconventionnal supraconductivity with a d_{x²-y²}-wave gap. The magnetic excitation spectra is radically changed in the supraconducting state with the apparition of an intense excitation named ''Spin resonance''. This kind of excitation has already been discovered in high-Tc superconductors and even in the new Iron-based superconductors. In this thesis, we focused on the evolution of the spin resonance with the application of a magnetic field and the introduction of magnetic and non-magnetic impurities. From our study, the main effect of impurities is to decrease the superconducting gap which leads to a proportionnal decrease of the resonance energy. The case of magnetic field is more difficult and our researchs suggest a Zeeman splitting of the spin resonance in agreements with the models developped for the cuprates.