Épitaxie sélective sur substrat avec masque amorphe pour composants micrométriques à base du supraconducteur La_{1.85}Sr_{0.15}CuO_{4}

Abstract

L'étude des propriétés électriques des cuprates est un des points focaux de la recherche sur les supraconducteurs à haute température critique. Il est particulièrement difficile d'observer et d'exploiter certaines de leurs propriétés, puisque la fabrication de dispositifs à des échelles de l'ordre des microns avec ce type de matériaux reste ardue. Les différentes méthodes de fabrication connues jusqu'ici se font via la gravure des couches minces et peuvent avoir des impacts importants sur la qualité de ces dites couches. Il est donc important, pour parfaire la compréhension et les conséquences sur ces matériaux, de trouver une méthode de fabrication qui n'impacte pas le matériau afin de sonder ses propriétés physiques et ainsi parfaire les connaissances dans ce milieu de la physique de la matière condensée Le présent mémoire présente une méthode de fabrication de dispositifs micrométriques avec le supraconducteur La_{1.85}Sr_{0.15}CuO_4. Ce projet s'inscrit dans un projet de plus grande envergure qui vise à créer une méthode de fabrication où la dernière étape de fabrication serait la croissance de la couche supraconductrice. Cette méthode de fabrication peut s'adapter à différents cuprates, mais aussi à beaucoup d'autres oxydes qui sont déposés de façon épitaxiale. Ce mémoire présentera donc d'abord la méthode qui a permis de faire ces dispositifs soit : l'épitaxie sélective. L'idée derrière l'épitaxie sélective est d'utiliser un substrat sur lequel une couche amorphe est déposée pour empêcher la croissance d'une couche supraconductrice sur certaines sections du substrat initial. Les dispositifs de La_{1.85}Sr_{0.15}CuO_4 ont été caractérisés à l'aide de différentes méthodes afin de déterminer les impacts de la méthode sur les couches minces et conclure sur son efficacité. Les dispositifs ont été caractérisés par microscopie à force atomique ainsi que la diffraction des rayons X pour récolter des informations sur la qualité cristallographique de ceux-ci ainsi que des mesures de la surface de la couche amorphe. Des mesures de transport sur la couche amorphe ont aussi été effectuées pour vérifier le comportement résistif de celle-ci. Les propriétés physiques des dispositifs de La_{1.85}Sr_{0.15}CuO_4 ont pu être observées et ont permis de conclure sur l'efficacité de la méthode. En effet, des mesures de résistivité, d'effet Hall ainsi que des mesures de courants critiques ont été effectuées sur les différents dispositifs. Ces mesures ont été comparées avec ce qu'il est possible de trouver pour le même matériau dans la littérature scientifique afin de juger de la qualité des dispositifs de La_{1.85}Sr_{0.15}CuO_4.