Étude optique des propriétés électroniques et phononiques de Nd₂₋ₓCeₓCuO₄

Abstract

Nous avons utilisé les spectroscopies infrarouge et Raman pour étudier les phonons et les transitions entre les niveaux d'énergies électroniques associés aux électrons f du néodyme dans les composés de Nd₂₋ₓCeₓCO₄. L'étude des phonons a été faite avec un objectif de caractérisation des échantillons. L'observation de bandes secondaires nous a permis de déduire l'existence de régions dont la structure est modifiée et contient une quantité importante de défauts. L'étude des niveaux associés aux électrons 4f du Nd³⁺ constitue le cœur de nos travaux. Nous avons, dans un premier temps, démontré la possibilité d'observer ces transitions électroniques, par spectroscopies Raman et infrarouge. L'ensemble des niveaux observés par spectroscopie Raman a permis d'obtenir des valeurs fiables pour les paramètres du champ cristallin. Ces mesures ont aussi permis d'observer la levée de dégénérescence des niveaux électroniques du néodyme par l'interaction d'échange avec le cuivre ainsi que la cascade de transitions magnétiques existant dans le Nd₂CuO₄ (NCO). L'étude par spectroscopie infrarouge des transitions électroniques a permis d'établir la présence d'atomes d'oxygène dans la structure du NCO sous la forme de défauts interstitiels. Ces résultats sont confirmés par les mesures Raman. Les mesures Raman sur les échantillons dopés ont aussi confirmé qu'il y avait persistance du magnétisme à des concentrations en cérium où la supraconductivité existe.