Thesis advisor: Michael J. Naughton / Quasi-one dimensional (Q1D) molecular organic conductors are among the most exciting materials in condensed matter physics, exhibiting nearly every known ground state. They are highly anisotropic, structurally and electronically, and show large oscillatory phenomena in conductivity for magnetic field rotated in different crystalline planes. Several theoretical works have been published to explain these angular magnetoresistance oscillation (AMRO) effects, but the underlying physics remains illunderstood. Here, we present measurements and calculations of magnetotransport in the molecular organic (super)conductor (DMET)₂I₃ which detect and simulate all known AMRO phenomena for Q1D systems. Employing, for the first time, the true triclinic crystal structure in the calculations, these results address the mystery of the putative vanishing of the primary AMRO phenomenon, the Lebed magic angle effect, for orientations in which it is expected to be strongest. They also show a common origin for Lebed and so-called "Lee-Naughton" oscillations, and confirm the generalized nature of AMRO in Q1D systems. Furthermore, we report the temperature dependence of the upper critical magnetic field in (DMET)₂I₃, for magnetic field applied along the intrachain, interchain, and interplane directions. The upper critical field exhibits orbital saturation at low temperature for field in all directions, implying that superconductivity in (DMET)₂I₃ is conventional spin singlet. / Thesis (PhD) — Boston College, 2010. / Submitted to: Boston College. Graduate School of Arts and Sciences. / Discipline: Physics.

Nous avons procédé dans cette thèse, à l'étude de la phase supraconductrice du composé organique quasi unidimensionnel, (TMTSF)2ClO4, dans son état relaxé et dans son état faiblement désordonné en se servant de la vitesse de refroidissement comme paramètre modifiable au passage de la température de transition de la mise en ordre des anions à TAO=24K comme c'est montré par les mesures de rayons X. Des mesures de transport électronique linéaire (mesure de résistivité) et non linéaire (V-I) ont été effectuées en injectant un courant le long de l'axe c de plus faible conduction et sous champ magnétique appliqué perpendiculairement (H//c) et parallèlement (H//b) aux plans supraconducteurs. Dans l'état relaxé, nous avons déterminé, pour la première fois, le diagramme de phase de vortex à partir des mesures de résistivité interplans et sous champ H//c, en établissant les différentes lignes caractéristiques de ce diagramme de phase (ligne du champ critique, ligne de fusion, ). L'analyse des courants critiques et des fluctuations supraconductrice nous révèlent bien clairement l'existence de fluctuations dont le caractère est de nature tridimensionnelle (3D). L'extrapolation de Hc2(T) à T=0K nous donne Hc2(0)=0.19T. Dans l'état liquide de vortex, au dessus de la température de fusion, l'analyse des courbes de résistivité électrique nous révèle un comportement thermiquement activé dans le modèle de TAFF (thermally activated flux flow) décrit par la loi d'Arrhenius. Nous avons fini l'étude de l'état liquide de vortex par une analyse de l'énergie d'activation. Nous avons trouvé une dépendance en 1/H de l'énergie d'activation indiquant une caractéristique liée à la déformation plastique des lignes de flux tridimensionnelles à cause vraisemblablement des joints de grains apparaissant lors du refroidissement. Cette dépendance est en faveur de l'anisotropie modérée dans notre composé. Les mesures de résistivité en champ magnétique appliqué le long de l'axe b de conduction modérée(H//b) montre une survie de la supraconductivité à très fort champ magnétique Cette possible survie de la supraconductivité, peut être expliquée par le changement de la dimensionnalité effective du système 3D vers 2D, résultant de la réduction de la longueur de cohérence supraconductrice à très fort champ magnétique. Le changement de la dimensionnalité 3D vers 2D à partir d'un champ de découplage évalué à H*=1T, s'accompagne d'une transition métal- isolant. A ce champ correspond une température de découplage des plans qui est de 0.65K. L'augmentation du désordre introduit par la vitesse de refroidissement montre une augmentation du champ critique supérieur, une ligne de fusion qui se décale vers les plus basses températures et une diminution de la longueur de corrélation des lignes de flux selon la direction la plus faiblement conductrice.