Les fluctuations supraconductrices dans le composé Pr[indice inférieur 2-chi]Ce[indice inférieur chi]CuO[indice inférieur 4+delta]

Abstract

Ce travail étudie les fluctuations supraconductrices dans le composé supraconducteur à haute température critique dopé aux électrons Pr[indice inférieur 2-chi]Ce[indice inférieur chi]CuO[indice inférieur 4+delta]. La technique utilisée pour sonder ces fluctuations est le transport électrique DC dans le plan ab. Il s'agit, à notre connaissance, de la première étude de ce type dans la classe générale des supraconducteurs à haute température critique dopés aux électrons et, plus particulièrement, dans Pr[indice inférieur 2-chi]Ce[indice inférieur chi]CuO[indice inférieur 4+delta]. De plus, l'étude est effectuée pour trois régimes de dopage, soit sous-dopé [chi] = 0.135, dopage optimal [chi] = 0.15 et surdopé [chi] = 0.17. Les échantillons étudiés sont des couches minces d'épaisseur plus grande que 100 nm crues par ablation laser. Les mesures électriques DC effectuées dans ce travail sont la résistance en réponse linéaire et les courbes IV en réponse non linéaire en fonction de la température. La mise en oeuvre expérimentale de ces mesures a nécessité une grande attention au filtrage et aux effets de chauffage à haut courant. Nous montrons que, sans cette attention, les données expérimentales sont toujours erronées dans le régime pertinent pour nos échantillons. Les résultats pour le dopage optimal [chi] = 0.15 sont expliqués de façon très convaincante dans le cadre de fluctuations purement 2D. D'abord, le régime des fluctuations gaussiennes est très bien décrit par le modèle d'Aslamazov-Larkin en deux dimensions. Ensuite, le régime de fluctuations critiques, se trouvant à plus basse température que le régime gaussien, est très bien décrit par la physique 2D de Kosterlitz-Thouless. Dans cette analyse, les deux régimes ont des températures critiques cohérentes entre elles, ce qui semble confirmer ce scénario 2D. Une analyse des données dans le cadre de fluctuations 3D est explorée mais donne des conclusions incohérentes. Les résultats pour les autres dopages sont qualitativement équivalents avec le dopage optimal et permettent donc une explication purement 2D. Par contre, contrairement au dopage optimal, les effets du désordre semblent être très importants. Une analyse détaillée de tous ces résultats semble indiquer que les signatures 2D in identifiées proviennent vraisemblablement de plans parallèles découplés formés d'environ 4 plans CuO[indice inférieur 2] couplés. On discute de cette mise en ordre partielle comme une possible conséquence d'une séparation de phase isolante antiferromagnétique/supraconducteur. La largeur de la transition en fonction du dopage est aussi analysée dans le but de mettre en lumière un possible effet du pseudogap. On montre que nos mesures ne supportent pas une telle interprétation.