Influence du dopage sur les propriétés de transport à l'état normal de couches minces de Bi2Sr2Can-1CunO2n+4+y (n=1 et 2). Effet de pseudogap.
Résumé
In this work the electronic properties of epitaxial single-layered Bi2Sr1.6La0.4CuOy (Tcmax=30K) and double-layered Bi2Sr2CaCu2Oy (Tcmax=80K) thin films were investigated as a function of various oxygen content in the same sample. The most intriguing phenomena is observed in the underdoped region of the phase diagram where a pseudogap opens in the electronic excitation spectra in the normal state. Resistivity R(T), Hall effect RH(T) and magnetoresistance MR(T,H) measurements in these phases with the same charge reservoir allows a direct study of the pseudogap effect as a function of the number of CuO2 planes and of the critical temperature. For both phases, in the underdoped region, ones observes a downward deviation from this linear T dependence below a characteristic temperature T*, attributed to the opening of a pseudogap in this region. All the curves can be superposed on a unique curve, different for each phase. It shows twice bigger pseudogap effect in bilayer than in monolayer system, related with the different number of CuO2 planes in both systems. The nearly same order of magnitude of pseudogap opening temperature T* in both phases, also as its steep decrease ending around the optimally doped state does not show evidence of a correlation between T* and Tc. The existence of one critical point around the optimally doped state is also discussed as well as the possible correlation between the superconducting and normal state properties.
Dans ce travail de thèse, on s'est intéressé aux changement des propriétés électroniques en fonction du dopage de couches minces épitaxiées des composés supraconducteurs Bi2Sr2Can-1CunOy : phase Bi2Sr2CaCu2Oy (Tcmax=80 K) et Bi2Sr1.6La0.4CuOy (Tcmax=30 K) respectivement avec un et deux plans CuO2. Le changement des propriétés électroniques le plus étonnant se passe dans la région sous-dopée du diagramme de phase où un pseudogap s'ouvre à l'état normal dans le spectre des excitations électroniques. La mesure de la résistivité R(T), de l'effet Hall RH(T) et de la magnétorésistance MR(T,H) sur ces deux phases ayant le même réservoir de charges ont permis une étude directe de l'effet de pseudogap en fonction du nombre de plans CuO2 et de la température critique. Cet effet se manifeste par une déviation de R(T) par rapport à la loi linéaire se produisant au-dessous d'une température caractéristique T* et il est observé dans les deux phases. Toutes les courbes peuvent être superposées en fonction de T/T* sur une courbe unique, différente pour chaque phase, ce qui reflète une différence d'amplitude de l'effet de pseudogap dans R(T) d'un facteur 2, relié au nombre différent de plan CuO2. Par contre la température d'ouverture du pseudogap T* a le même ordre de grandeur dans les deux phases. Sa disparition rapide au voisinage de l'état optimal semble exclure une relation entre T* et Tc. De plus, l'existence d'un point critique au voisinage de l'état optimal est discutée ainsi que la corrélation possible entre les propriétés supraconductrices et les propriétés de l'état normal.
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