Transport de chaleur dans les cuprates à hautes

températures critiques

Doctorant : Romain Bel

Responsable : Kamran Behnia

Laboratoire :

UPR 5 - CNRS

Laboratoire de Physique Quantique

Ecole supérieure de Physique et de Chimie Industrielles

10 rue Vauquelin

75005 Paris

Directeur : Claude Boccara.

Au cours de ces dernières années, la conductivité thermique s'est révélée comme une sonde efficace des excitations électroniques dans les supraconducteurs non-conventionnels. Dans les cuprates, plusieurs signatures de la supraconductivité d'onde d ont été mises en évidence grâce à elle. On peut citer par exemple la variation angulaire de la magnétoconductance thermique qui reflète la symétrie adjacente du paramètre d'ordre ; ou encore, l'observation d'une conductivité résiduelle par des excitations d'énergie nulle associées aux noeuds du gap supraconducteur. Par ailleurs, des mesures de l'effet Righi-Leduc (effet Hall thermique) ont confirmé qui l'entrée dans la phase supraconductrice est accompagnée d'une remontée spectaculaire du temps de vie des quasi-particules.

Malgré l'effort employé, les données expérimentales restent éparpillées. D'une part, l'essentiel des résultats se limite aux composés au dopage optimal. Le régime sous-dopé - qui pourtant défie la théorie standard d'une façon plus radicale - a été nettement moins exploré. D'autre part, il existe un fossé - expérimental et analytique - entre les résultats à très basses températures et ceux des hautes températures. Ceci est particulièrement vrai pour l'effet du champ magnétique sur la conductivité thermique (une diminution suivie parfois d'un plateau aux températures supérieures à 5K mais une augmentation aux températures inférieurs à 1K).

Le sujet de thèse proposé consiste à explorer la conductivité thermique des cuprates sous dopés sous fort champ magnétique. Nous souhaitons mesurer la conductivité longitudinale et transverse de la phase mixte sur une gamme étendue de température. Les résultats de cette étude permettront de départager les deux effets distincts et opposés de vortex sur le transport de chaleur : celui de diffuseurs de porteurs de chaleurs et celui de fournisseurs de porteurs supplémentaires par le biais de leur effet sur la vitesse local du superfluide.

Outre la continuation de l'effort entrepris au cours de ces dernières années, nous souhaitons mettre au point un nouveau dispositif permettant d'établir le profil de température du système en présence l'un source mobile d'injection de chaleur. Cette cartographie thermique aux basses températures et sous haut champ magnétique pourra permettre d'accéder à la distribution angulaire des quasi-particules dans l'état supraconducteur.