Relation entre magnétisme et supraconductivité dans quelques matériaux SHTc de type Y123
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Date
2006-02-01
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Abstract
Le but de ce travail était d'apporter des éléments de réponse dans le débat toujours non clos de la non supraconductivité du matériau PrBa2Cu3O7 ( Pr123), en regard de tous les autres composés de la série des cuprates de terres rares supraconducteurs de type Y123.
Une bibliographie très complète a permis d'abord de cerner les nombreuses questions en suspens et les contradictions existantes dans la littérature.
Une série d'échantillons PrxY1-xBa2Cu3Oy (y = 6-7) ont été élaborés et soigneusement caractérisés tant du point de vue de la structure et de la morphologie que de la stoechiométrie et du taux d'oxygène. L'étude approfondie des propriétés magnétiques (susceptibilité et aimantation) et thermiques (dilatation et chaleur spécifique) de ces échantillons ainsi que d'autres, fournis par d'autres laboratoires, a permis de faire la part des effets dû au taux d'oxygène et de ceux dû a la stoechiométrie et aux substitutions. En particulier le comportement magnétique de l'ion Pr3+ est peu influencé par la substitution de Y, alors que le taux d'oxygène affecte surtout les interactions d'échanges. Ceci est confirmé par le calcul des effets de champ cristallin qui montre par ailleurs que bon nombre de spéculations antérieures sont à revoir, comme par exemple la signification réelle de la partie constante de la susceptibilité.
Enfin, l'étude des composés avec l'yttrium (Y123) et d'autres terres rares (Dy123 et Ho123) dans plusieurs états d'oxydations (y= 6, 6.5 et 7) montre l'importance de la relation entre le taux et le désordre des oxygènes et le comportement magnétique du cuivre, non seulement dans les plans CuO2, mais surtout dans les chaînes CuO. Ces dernières étant sans doute à l'origine des remontées de susceptibilité et des faibles composantes de type ferromagnétiques observées à basse température dès que le nombre d'oxygènes y est différent de 7 .
Cette étude apporte un éclairage nouveau sur cette série de composés et donne de nouvelles pistes pour la compréhension de l'interdépendance entre magnétisme et supraconductivité dans les supraconducteurs à haute température critique.