Thèse soutenue

Résistance différentielle négative contrôlée en courant dans le dioxyde de niobium
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Auteur / Autrice : Ali Fakih
Direction : Abhay Shukla
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique et chimie des matériaux
Date : Soutenance le 05/11/2019
Etablissement(s) : Sorbonne université
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique et chimie des matériaux (Paris)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de minéralogie, de physique des matériaux et de cosmochimie (Paris ; 1997-....)
Jury : Président / Présidente : Massimiliano Marangolo
Examinateurs / Examinatrices : Johan Biscaras, Yves Garreau
Rapporteurs / Rapporteuses : Maryline Guilloux-Viry, Étienne Janod

Résumé

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Le dioxyde de niobium (NbO2) a récemment suscité un vif intérêt dans les domaines de la physique des solides et nano-dispositifs technologiques. D'une part, le NbO2 isolant à température ambiante subit une distorsion structurelle accompagnée d'une transition de phase électronique par laquelle il devient métallique à des températures supérieures à 1080 K. D'autre part, NbO2 présente une phase de résistance différentielle négative sous l'application du courant électrique, un phénomène connu sous le nom de résistance différentielle négative contrôlée par le courant CC-NDR. Dans cette thèse, nous avons fabriqué des films minces de NbO2 par la technique de pulvérisation RF-mangnétron sur des substrats amorphes et cristallins (verre et silicium). Les films déposés sont toujours amorphe, et un traitement de recuit des films déposés est nécessaire pour atteindre la cristallinité. Lors des études électroniques sur NbO2, nous avons observé la CC-NDR avec une hystérèse dans les courbes V(I). Nous avons montré que cette hystérèse dynamique est due à l'inhomogénéité de la température. Les mesures de transport électronique en fonction de la température montrent qu'il n'y a pas de transition métal-isolant associée à la CC-NDR. Par ailleurs, nous avons montré qu’il y avait un changement similaire de la conductivité lié à la température dans les échantillons amorphes et cristallins, cependant, l'échantillon amorphe est un meilleur conducteur électronique et thermique. Enfin, nous avons prouvé que la CC-NDR peut être simplement expliqué par la création de porteurs excités thermiquement dans un semi-conducteur, sans la nécessité de faire appel à des mécanismes de transport plus complexes.