Multiband Superconductivity in the Heavy Fermion compounds PrOs4Sb12 and CeCoIn5
Supraconductivité Multibande dans les composés à Fermions Lourds PrOs4Sb12 et CeCoIn5
Résumé
In this thesis, we present thermal conductivity (κ)
measurements on the heavy fermion superconductors
PrOs4Sb12 (Tc~1.75K) and CeCoIn5 (Tc~2.35K). After an introduction to these compounds, particular emphasis is put on the experimental technique, which has allowed reliable measurements down to 10mK and in magnetic fields up to 6.5T. As an original part of this work, we developed a method to fully characterize (quantitatively) the electric and thermal contact resistances on the setup.
A strong increase in the low temperature field dependence of κ in PrOs4Sb12 and CeCoIn5 reveals the
existence of a characteristic field scale much smaller than Hc2. This high field sensitivity of κ does not
correspond to predictions for ordinary type II or unconventional superconductors with gap nodes, but rather supports a multiband superconductivity scenario, reminiscent of the case of MgB2.
Moreover, in PrOs4Sb12, the temperature dependence
of κ points to fully open gaps on the whole Fermi
surface, whereas strong suppression of inelastic scattering impedes any conclusion on the gap topology on CeCoIn5.
measurements on the heavy fermion superconductors
PrOs4Sb12 (Tc~1.75K) and CeCoIn5 (Tc~2.35K). After an introduction to these compounds, particular emphasis is put on the experimental technique, which has allowed reliable measurements down to 10mK and in magnetic fields up to 6.5T. As an original part of this work, we developed a method to fully characterize (quantitatively) the electric and thermal contact resistances on the setup.
A strong increase in the low temperature field dependence of κ in PrOs4Sb12 and CeCoIn5 reveals the
existence of a characteristic field scale much smaller than Hc2. This high field sensitivity of κ does not
correspond to predictions for ordinary type II or unconventional superconductors with gap nodes, but rather supports a multiband superconductivity scenario, reminiscent of the case of MgB2.
Moreover, in PrOs4Sb12, the temperature dependence
of κ points to fully open gaps on the whole Fermi
surface, whereas strong suppression of inelastic scattering impedes any conclusion on the gap topology on CeCoIn5.
Dans cette thèse, nous présentons des mesures de conductivité thermique (κ) dans les supraconducteurs à fermions lourds PrOs4Sb12 (Tc~1.75K) et
CeCoIn5 (Tc~2.35K). Après une courte
introduction aux composés, nous décrivons notre technique expérimentale, qui a permis des mesures fiables jusqu'à 10mK et dans un champ magnétique allant jusqu'à 6.5T. Le développement d'une méthode de
caractérisation (quantitative) des résistances de contact
électriques et thermiques du montage constitue une partie originale de ce travail.
Une forte augmentation de κ avec le champ à basse température dans PrOs4Sb12 et CeCoIn5 révèle l'existence d'une échelle de champ caractéristique beaucoup plus faible que Hc2. Cette haute sensibilité au champ de κ ne correspond ni aux prédictions pour un supraconducteur ordinaire de type II ni au cas où le gap présente des nœuds, mais souligne plutôt le caractère multibande de la supraconductivité, comme dans MgB2. En outre, dans Pr PrOs4Sb12, la dépendance en
température de κ indique des gaps complètement ouverts sur toute la surface de Fermi, alors que dans CeCoIn5 la suppression de diffusions inélastiques rend impossible une conclusion sur la topologie du gap.
CeCoIn5 (Tc~2.35K). Après une courte
introduction aux composés, nous décrivons notre technique expérimentale, qui a permis des mesures fiables jusqu'à 10mK et dans un champ magnétique allant jusqu'à 6.5T. Le développement d'une méthode de
caractérisation (quantitative) des résistances de contact
électriques et thermiques du montage constitue une partie originale de ce travail.
Une forte augmentation de κ avec le champ à basse température dans PrOs4Sb12 et CeCoIn5 révèle l'existence d'une échelle de champ caractéristique beaucoup plus faible que Hc2. Cette haute sensibilité au champ de κ ne correspond ni aux prédictions pour un supraconducteur ordinaire de type II ni au cas où le gap présente des nœuds, mais souligne plutôt le caractère multibande de la supraconductivité, comme dans MgB2. En outre, dans Pr PrOs4Sb12, la dépendance en
température de κ indique des gaps complètement ouverts sur toute la surface de Fermi, alors que dans CeCoIn5 la suppression de diffusions inélastiques rend impossible une conclusion sur la topologie du gap.
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