Este trabalho reporta a influencia da granularidade sobre a resistencia transversal em funcao da temperatura, RXY(T), medidas em amostras policristalinas dos sistemas supercondutores Bi2Sr2Ca-1-xPrxCu2O8+??e YBa2Cu3O7-?, e em monocristais de composicao Li0,9Mo6O17. Foi observada tensao nao nula na voltagem Hall, em campo magnetico aplicado nulo, nas proximidades da temperatura de transicao supercondutora (TC), para os tres sistemas em questao. A tensao Hall a campo zero se manifesta atraves de picos abaixo de TC, que esta relacionada com a componente longitudinal da resistencia e, por consequencia, com o carater granular das amostras. E apresentada tambem a existencia de uma assimetria no sinal Hall em campo magnetico aplicado. Estes comportamentos sao discutidos baseado no movimento de vortices e anti-vortices, de Josephson e Abrikosov no interior das amostras. Para monocristais de Li0,9Mo6O17 tambem foi observado efeito Hall a campo magnetico nulo. Alem do mais, uma nova relacao de anisotropia confirma o carater qause-unidmensional deste composto, mas mostra uma anisotropia menor do que aquela reportada previamente. Foi observado tambem que este material apresenta transicoes do tipo supercondutor-isolante (SIT) e metal- isolante (MIT) em temperaturas proximas ao zero absoluto. / This work reports the influence of the granularity on the transverse resistance as a function of temperature, RXY(T), in Bi2Sr2Ca1-xPrxCu2O8+??and YBa2Cu3O7-??polycrystalline samples, and Li0.9Mo6O17 single crystals. The effects of warming rate, temperature, applied magnetic field, and electrical current on the Hall resistance are reported. At zero magnetic field two peaks are observed in RXY(T) curves for the three compounds. The peaks are related to the double superconducting transition in the longitudinal component RXX(T) curves. In the superconducting and normal states no transverse voltage has been detected at zero magnetic field, as expected. The results are discussed within the framework of the motion of Abrikosov and Josephson vortices and anti-vortices. A new scaling relation between transverse and longitudinal voltages given by RXY ~ dRXX/dT has been confirmed. Regarding Li0.9Mo6O17 single crystals, Hall resistance at zero applied magnetic field was also observed. Furthermore, the results confirm the quasi-unidimensionality but show smaller anisotropic ratio than previously reported. Simultaneously, the result reveals that the Li0.9Mo6O17 is the first bulk superconducting compound exhibiting superconductor-insulator-transition (SIT) and metal-insulator-transition (MIT) behaviors.

Neste trabalho foram realizadas medidas de transporte em campos magnéticos aplicados no intervalo 0 H 18 T em supercondutores granulares Sm2-xCexCuO4-y, x = 0.17 e 0.18, constituídos de ilhas supercondutoras embutidas em uma matriz isolante e pertencentes a uma transição do tipo supercondutor-isolante (SI). Amostras que apresentam coerência de fase supercondutora via acoplamento Josephson em temperaturas abaixo de TcJ mostraram ser sensíveis a aplicação de baixos campos magnéticos (0 < H 200 Oe) e os resultados de magneto-resistência R(T,H) permitiram concluir que 0 movimento de vórtices de Josephson e governado por uma energia de ativação intergranular do tipo UJ(T,H) (l-T/TeJ)(H-o.6). Foi ainda observado que a supressão da fase do parâmetro de ordem supercondutor ocorre preferencialmente nos contornos de grão nesses supercondutores granulares. Nas amostras constituídas de ilhas supercondutoras isoladas e pertencentes ao lado dielétrico de uma transição SI, observou-se urn aumento abrupto na resistência elétrica R(T,H = 0) abaixo da temperatura critica supercondutora Tci. A aplicação de campos magnéticos intensos promove a supressão da amplitude do parâmetro de ordem supercondutor e resulta em uma magneto-resistência negativa em T < Tci. Uma análise quantitativa do excesso de resistência elétrica R em T < Tci revela que em 0.6 (T/Tci) 1, R (T/Tci)-4 como previsto pela teoria semi-fenomenológica de dois-fluidos. Em temperaturas (T/Tci) < 0.6, as medidas de magneto-transporte mostraram ser sensíveis a alterações provocadas pela aplicação de campo magnético na rede de vórtices das ilhas supercondutoras. Estas alterações são discutidas dentro do cenário de óxidos supercondutores que apresentam alta anisotropia. / We have performed transport measurements in applied magnetic fields as high as 18 T on granular superconductors of Sm2-xCexCuO4-y; x = 0.17, 0.18. These materials are comprised of small superconducting islands embedeed in a non-superconducting host and belong to a superconductorinsulator transition (SI). Transport properties of samples which show longrange phase ordering through Josephson coupling below a given temperature Tci are very sensitive to applied magnetic fields as low as 200 Oe. The results of magnetoresistance R(T,H) enabled us to conclude that dissipation due to Josephson flux flow is governed by an intergranular activation energy given by UJ(T,H) (1-T/Tcj)(H-0,6). We have also observed that the phase of the superconducting order parameter is depressed at intergranular regions or more appropriately at the grain boundaries in these granular materials. In samples that superconducting islands are essentially isolated, an abrupt increase of the electrical resistance R(T,H) below the superconducting transition temperature Tci occurs. The application of high magnetic fields suppresses the amplitude of the superconducting order parameter and an appreciable magnetoresistance below Tci is observed. A quantitative analysis of the excess of the electrical resistance R below Tci reveals that R (T/Tci)-4 ; 0.6 (T/Tci) 1; as predicted by the semi-phenomenological two-fluid theory of superconductivity. At temperatures (T/Tci) < 0.6 and under high applied magnetic fields, transport measurements showed to be very sensitive to changes in the dissipation of the vortex lattice of the isolated superconducting islands. These changes are discussed within a scenario of high anisotropic layered superconductors.

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Este trabalho teve como objetivo a investigação de novos materiais promissores para a supercondutividade presentes no sistema ternário do Zr-V-Ga. Os resultados apresentados de magnetização, resistividade e calor específico, mostram de forma inequívoca que o Zr3V2Ga4 é um novo material supercondutor com temperatura crítica de transição supercondutora nas proximidades de 14,3K. O estudo do composto ZrV2Ga4 mostrou que a supercondutividade é revelada com temperatura crítica de aproximadamente 14,2 K. Medidas de calor especifico realizadas nessas amostras evidenciam de forma clara manifestações de supercondutores multibandas. Outra investigação importante realizada foi a substituição parcial de vanádio por titânio na estequiometria do composto ZrV2Ga4 representado pela composição global ZrV2-xTixGa4, revela que a substituição parcial de vanádio por titânio suprime a supercondutividade neste composto. Isto é mais evidente quando a substituição total de V por Ti suprime totalmente o comportamento supercondutor. Estes resultados sugerem que a supercondutividade pode ser dependente da unidade aniônica [V2Ga4]4-. Finalmente, esta dissertação mostra que o sistema ternário Zr-V-Ga é bastante rico em fases supercondutoras ainda não reportadas na literatura. / This work aimed to investigate new promising materials for superconductivity present in the ternary system of Zr-V-Ga. The presented results of magnetization, resistivity and specific heat, show unequivocally that the Zr3V2Ga4 is a new superconducting material with critical temperature of superconducting transition close to 14.3K. The study of compound ZrV2Ga4 showed that superconductivity is revealed at a critical temperature of approximately 14.2K. Specific heat measurements carried out on these samples clearly demonstrate manifestations of multiband superconductors. Another important investigation carried out was the partial substitution of vanadium by titanium in the stoichiometry of the ZrV2Ga4 compound represented by the global composition ZrV2-xTixGa4, reveals that the partial substitution of vanadium by titanium suppresses the superconductivity in this compound. This is most evident when the total substitution of V for Ti totally suppresses the superconducting behavior. These results suggest that superconductivity may be dependent on the anionic unit [V2Ga4]4-. The results presented in this dissertation reveal that the ternary system Zr-V-Ga is rich in new superconducting materials not reported yet.

Afin de permettre la mesure de champs magnétiques extrêmement faibles, comme ceux produits par l'activité neuronale lors des taches cognitives, nous avons proposé et réalisé un capteur femtotesla (10-15T) associant l'électronique de spin et la supraconductivité offrant une alternative en technologie couches minces et à 77K aux capteurs les plus sensibles actuellement que sont les SQUIDs (Superconducting Quantum Interference Devices) à basse température critique (4K). Le principe de base de ces capteurs, appelés capteurs mixtes, repose sur l'association d'un transformateur flux-champ très performant, obtenu grâce à une large boucle supraconductrice comprenant une constriction, et d'un capteur magnétique de type GMR ou TMR métallique de grande sensibilité. Des niveaux de détectivité de quelques fT/√Hz dans le bruit thermique ont pu ainsi être atteints à l'azote liquide, ce qui est comparable aux performances des SQUIDs à l'hélium liquide. Il existe cependant un bruit en 1/f à basse fréquence, dû au faible volume de l'élément magnétorésistif, qui limite les performances du capteur en dessous de 1kHz. Des techniques de suppression de ce bruit basse fréquence par bascule sur des points de référence du capteur sont étudiées et permettent déjà de réduire ce bruit de plus d'un ordre de grandeur, ce qui permet d'atteindre 0.1pT/√Hz à 1Hz. Grâce à ces capteurs, il a été possible de réaliser des premières mesures de la composante magnétique du signal cardiaque (signal de quelques pT/√Hz). Le très faible niveau de bruit thermique a permis également de réaliser des mesures de résonance quadrupolaire nucléaire sur des composés azotés qui est une technique de détection sélective d'explosifs. Nous avons aussi montré la possibilité de mesurer la résonance magnétique nucléaire du proton à très faible champ. Cela nous a conduit à développer un dispositif d'imagerie par résonance magnétique pour réaliser des images 3D à très bas champ (<20mT), ce qui présente un très grand intérêt pour la réalisation de systèmes d'IRM portables, faible coût, qu'il serait aussi possible d'intégrer dans un système de magnétoencéphalographie.

Ce mémoire propose une étude expérimentale des réseaux de vortex supraconducteur par mesures de transport, impédance de surface et bruit de tension et de flux magnétique, ainsi que des mesures de diffraction neutronique. La technique de mesure de bruit et fluctuations électroniques est également présentée et adaptée à l'étude d'oxydes à corrélations électroniques et magnétiques particulières.

La photoluminescence d'un monocristal de semiconducteur semignétique Cd0.8Mn0.2Te est étudiée en fonction de la température, du champ magnétique, de la puissance et de l'énergie d'excitation. L'analyse de la forme de raie montre que la luminescence sous excitation bande-à-bande contient deux composantes: le polaron magnétique de l'exciton et de l'exciton lié à un accepteur neutre. On déduit une intégrale d'échange de 0.35 eV pour le trou lié à un accepteur profond. La luminescence anti-Stokes observée sous excitation à basse énergie est attribuée à un processus d'absorption à deux étapes. Ses propriétés s'expliquent grâce à la réabsorption. Les puits quantiques semimagnétiques sont utilisés pour l'imagerie du flux magnétique dans des films supraconducteurs de type I. Alors que la croissance des lamelles de flux obéit aux prédictions théoriques, celle des tubes de flux est bloquée. Le diamètre moyen des tubes de flux est déterminé par l'énergie d'interface et la self-énergie magnétique.

MISE EN EVIDENCE, EN REGIME DE FORTE EXCITATION, DU DEGRE DE FRAGILITE DU SYSTEME QUASI-PARTICULES<->CONDENSAT DE PAIRES. LES MATERIAUX DE GRANDE DIFFUSIVITE ELECTRONIQUE ONT CANTONNE L'ETUDE A DES SITUATIONS DE QUASI-HOMOGENEITE. EN CE QUI CONCERNE LES PHONONS BALISTIQUES, DES RESULTATS PRECIS ONT ETE OBTENUS: L'ETAT SUPRACONDUCTEUR A T=0 AGIT COMME UN FILTRE PARFAIT DES FREQUENCES JUSQU'A LA CASSURE DES PAIRES DONT LE SEUIL ET L'ANISOTROPIE SONT AINSI MESURABLES; EN FRANCHANT THERMIQUEMENT L'INTERACTION AVEC LES QUASI-PARTICULES, LES DUREES DE VIES LIMITEES PAR LES ELECTRONS ONT ETE OBTENUES MODE PAR MODE. DES MESURES SUR LE NIOBIUM ONT PERMIS DE DONNER UNE VALEUR MOYENNE DU POTENTIEL DE DEFORMATION. APPROCHE SYNTHETIQUE DES MODES POSSIBLES DE LA CONDUCTIVITE ELECTRONIQUE PAR UNE METHODE D'EQUATIONS DE TRANSPORT COUPLEES. CONCLUSION

Dans cette thèse, nous traitons quatre sujets relatifs aux structures hybrides contenant un supraconducteur. <br />Le premier chapitre analyse le transport non local dans une structure métal normal – supraconducteur – métal normal (N-S-N). Nous considérons un modèle unidimensionnel pour les jonctions N-S-N soit à l'aide de la méthode de Blonder-Tinkham-Klapwijk soit à l'aide des techniques des fonctions de Green. Nous trouvons que le transport non local est amplifié par les processus d'interactions multiples dans les électrodes normales, comme pour le phénomène de “reflectionless tunnelling”. <br />Dans le second chapitre, nous considérons un SQUID à l'échelle nanoscopique formé d'un nanotube de carbone couplé à des électrodes supraconductrices. Les processus non locaux <br />diminuent le courant critique et introduisent des fluctuations d'échantillon à échantillon dans la relation courant-phase en fonction des paramètres du modèle. <br />Dans le troisième chapitre, nous étudions les corrélations des fluctuations de courant dans des structures supraconductrices multiterminales à l'aide de la théorie semiclassique de Boltzmann-Langevin. Les réflexions d'Andreev multiples peuvent donner un changement de signe dans les corrélations croisées pour certains paramètres. <br />Dans le dernier chapitre, nous analysons des systèmes hybrides avec des supraconducteurs et des ondes de densité de charge (ODC). Nous trouvons que les paires de Cooper ne peuvent pénétrer dans les ODC que sur la longueur d'onde de Fermi. Ainsi, les jonctions S-ODC-S ne peuvent pas transporter de supercourant.

S'inscrivant dans le cadre général des matériaux fortement corrélés, les cobaltates Na_xCoO2 présentent de riches propriétés de magnétisme, supraconductivité et thermoélectricité. Elles associent une grande gamme de dopage (0<=x<=1) à une structure quasi-2D avec un réseau triangulaire susceptible d'interactions géométriquement frustrées. Le dopage des plans CoO2 peut y être inhomogène, si bien que des effets d'ordre de charge et de spin du cobalt sont possibles, avec l'influence éventuelle de l'ordre structural des dopants Na. Par RMN, MuSR et SQUID, cette thèse aborde le problème de la nature des corrélations magnétiques et des états de charge et de spin du cobalt qui en sont responsables, ainsi que l'origine du magnétisme ordonné parfois observé. Nous montrons qu'au dopage extrémal x=1, le système est non-magnétique comme attendu, avec seulement l'état Co3+ bas-spin S=0. En dopant alors en trous (0.67<=x<=0.87), un excès apparent de corrélations magnétiques est mis en évidence. À partir de x~0.6, la susceptibilité de spin est brutalement bien moins dépendante de la température, et présente un maximum compatible avec un pseudogap à basse température. Parallèlement, les fluctuations de spin acquièrent un caractère non-ferromagnétique. Les sites Co3+ cèdent progressivement la place à des sites 3.5+, seuls présents à x=0.5 à toute température. Tant à x=0.5 qu'à x~0.8, les caractéristiques du magnétisme ordonné suggèrent une nature itinérante, potentiellement liée à une reconstruction de la surface de Fermi.