Thèse soutenue

Synthèse et études de cuprates de basse dimensionnalité à propriétés thermiques fortement anisotropes
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Auteur / Autrice : Dalila Bounoua
Direction : Loreynne Pinsard-Gaudart
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie
Date : Soutenance le 12/12/2017
Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences chimiques : molécules, matériaux, instrumentation et biosystèmes (Orsay, Essonne ; 2015-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Synthèse, Propriétés et Modélisation des Matériaux (2014-.... ; Orsay, Essonne) - Laboratoire Léon Brillouin (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 1974-....) - Centre de sciences nucléaires et de sciences de la matière (Orsay, Essonne ; 1998-2019)
établissement opérateur d'inscription : Université Paris-Sud (1970-2019)
Jury : Président / Présidente : Philippe Mendels
Examinateurs / Examinatrices : Loreynne Pinsard-Gaudart, Philippe Mendels, Étienne Janod, Matteo D’Astuto, Christian Hess, Romuald Saint-Martin
Rapporteurs / Rapporteuses : Étienne Janod, Matteo D’Astuto

Résumé

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Ce manuscrit porte sur l’étude de cuprates de basse dimensionnalité, les systèmes à chaînes de spins SrCuO₂ et Sr₂CuO₃. Un des intérêts de ces deux composés est qu’ils présentent des conductions thermiques fortement anisotropes. Celles-ci comportent une contribution magnétique due au transport de la chaleur via les excitations de spinons qui se manifeste uniquement dans la direction des chaînes de spins. Notre étude a pour objectif la mise en évidence des mécanismes qui gouvernent ces propriétés de transport, notamment à travers l’étude des interactions entre les spinons, les phonons et les défauts. Les interactions spinons (phonons)-défauts ont été sondées par l’introduction intentionnelle de dopants (1-2%) non-magnétiques sur le site du cuivre : Mg²⁺, Zn²⁺, Pd²⁺ ou Ni²⁺, ou encore par l’introduction d’éléments possédant des degrés d’oxydation différents sur le site du strontium : La³⁺ ou K⁺. Les composés ont été synthétisés sous leur forme monocristalline par la méthode de fusion de la zone solvante. Des caractérisations structurales, magnétiques et thermiques des composés purs et dopés ont été réalisées. Les spectres d’excitations magnétiques de ces cuprates ont été déterminés par diffusion inélastique de neutrons, spectroscopie RMN et spectroscopie de photoémission résolue en angle afin de révéler l’impact de la substitution. L’étude des spectres de phonons a également été réalisée par diffusion inélastique de neutrons. Les résultats de ces mesures sont corrélés aux propriétés de conduction thermique des composés purs et dopés..