Spectroscopie du gap et résistivité linéaire dans les supraconducteurs de la famille κ-(BEDT-TTF)₂X

Gap Spectroscopy and linear resistivity in κ-(BEDT-TTF)₂X superconductors

• Auteur / Autrice : Chaima Essghaier
• Direction : Claude Pasquier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance le 25/03/2021
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : Physique en Île de France
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de physique des solides (Orsay, Essonne)
• Partenaire(s) de recherche : référent : Faculté des sciences d'Orsay
• Jury : Président / Présidente : Pascale Foury-Leylekian
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Claude Bourbonnais, Marc-Henri Julien, Marie-Aude Méasson, Claude Chapelier, Marco Aprili
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Claude Bourbonnais, Marc-Henri Julien

Mots clés

Mots clés contrôlés

Basses températures -- Recherche

Liquides de Fermi

Basses températures

Spectroscopie tunnel

Pression hydrostatique

Supraconductivité

Mots clés libres

Supraconductivité

Spectroscopie d'Andreev

Jonction tunnel

Cryogénie

Non liquide de Fermi

Pression hydrostatique

Superconductivity

Andreev spectroscopy

Tunnel junction

Cryogeny

Non-Fermi liquid

Hydrostatic pressure

Résumé

De nombreux matériaux présentent de fortes corrélations électroniques où la supraconductivité est en compétition avec des états isolants tels que les cuprates, les pnictures, les fermions lourds ainsi que les composés moléculaires de basse dimension qui font l’objet de cette thèse. Dans ces composés, le passage d’un état fondamental à un autre s’effectue par modification de la pression chimique ou par l’application d’une pression hydrostatique. Cette thèse porte plus spécifiquement sur l’étude de la phase supraconductrice dans les matériaux moléculaires bidimensionnels (famille κ-(BEDT-TTF)₂X) où la compréhension profonde de la physique sous-jacente à la supraconductivité reste encore mal comprise. Elle comprend deux volets. Premièrement, des mesures de spectroscopie tunnel nous permettent de suivre et d’essayer de comprendre l'évolution de la symétrie du paramètre d'ordre supraconducteur en fonction de la pression chimique. Ces mesures de la conductivité électrique différentielle sont obtenues en réalisant des jonctions normal-supraconducteur sur des échantillons placés sous fort champ magnétique (jusqu’à 14 T) et à basse température (jusqu’à 100 mK). Deuxièmement, des mesures de la résistivité dans les plans conducteurs et hors plan en fonction de la température à différents champs magnétiques sont présentées pour différentes pressions hydrostatiques entre 0 et 1GPa. Le comportement anormalement linéaire de la résistivité avec la température sous champ magnétique (suffisamment fort pour détruire la supraconductivité) est discuté et comparé à d’autres matériaux à fortes corrélations électroniques.

Many materials show strong electronic correlations where superconductivity competes with insulating states such as cuprates, pnictides or heavy fermions as well as the low dimensional molecular compounds that are the subject of this thesis. In these compounds, the transition from one fundamental state to another is carried out by modification of the chemical pressure or by the application of hydrostatic pressure. This thesis focuses more specifically on the study of the superconducting phase in two-dimensional molecular materials (κ-(BEDT-TTF)₂X family) where the deep understanding of the physics underlying superconductivity is still poorly understood. It comprises two parts. Firstly, tunnel spectroscopy measurements allow us to follow and try to understand the evolution of the symmetry of the superconducting order parameter as a function of chemical pressure. These measurements of the differential electrical conductivity are obtained by performing normal-superconducting junctions on samples placed under a strong magnetic field (up to 14 T) and at low temperature (down to 100 mK). Secondly, measurements of in-plane and out-of-plane resistivity as a function of temperature at different magnetic fields are presented for different hydrostatic pressures between 0 and 1GPa. The abnormally linear behavior of resistivity with temperature under magnetic fields (strong enough to destroy superconductivity) is discussed and compared to other materials with strong electronic correlations.