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Accueil > Archives > 2014 > Transitions de phase quantiques dans les systèmes désordonnés de basses dimensions

Francois Couëdo

Transitions de phase quantiques dans les systèmes désordonnés de basses dimensions

Soutenance de thèse - jeudi 10 avril à 14h00 IPNO Salle des Conseils (bât. 100)

La supraconductivité s’établit par une organisation collective des électrons, décrite dans le cadre de la théorie BCS par une même fonction d’onde macroscopique. En présence de fort désordre, la situation est plus complexe : le désordre induit un renforcement des interactions coulombiennes et une localisation spatiale des électrons. Ces deux phénomènes s’opposent à l’établissement de la supraconductivité. Pour un désordre critique, l’état supraconducteur est détruit et le système devient métallique ou isolant. A 2D, en l’absence de fortes interactions coulombiennes, la théorie de la localisation d’Anderson interdit l’existence d’un état métallique. Le désordre induit alors une Transition Supraconducteur-Isolant (TSI).

Durant ce travail de thèse, nous avons étudié les propriétés de transport à très basse température de films minces amorphes de NbxSi1-x. Nous avons effectué des mesures de résistance à basse fréquence à travers la TSI et initié des mesures d’impédance complexe Z(ω) à plus hautes fréquences (quelques GHz), afin de sonder la dynamique du système à travers cette transition de phase quantique.

L’étude des propriétés de transport statique s’est focalisée sur l’évolution de films de NbxSi1-x avec le recuit. Ce paramètre induit une variation contrôlée et progressive du désordre microscopique de notre système, ce qui nous a permis d’étudier très finement la TSI. Nous avons pu ainsi mettre en évidence l’existence de deux états dissipatifs, séparant les états supraconducteurs et isolants, et non-prédits par les théories actuelles.

Par ailleurs, nous avons mis au point un dispositif de mesure de réflectométrie micro-onde large bande. Nous avons développé une méthode de calibration utilisant non pas la mesure de références externes comme il est usuel, mais un ensemble d’hypothèses sur la réponse électrodynamique des échantillons. Cette méthode permet de s’affranchir de l’environnement micro-onde de ceux-ci. Les résultats obtenus permettent une première validation de cette démarche originale, constituant donc un premier pas vers la détermination de la réponse dynamique absolue du système à travers la TSI.

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Affiche de la soutenance