Nouvel étalonnage cryogénique en réflectométrie (0.2 à 18 GHz) et application à l'étude de la dynamique des vortex de supraconducteurs HTc proche de Tc
Résumé
The aim of this work was to study the vortex dynamics in thin films at the vortex solid to vortex liquid transition. This region in the phase diagram has only been scarcely studied by sweep frequency measurements up to 20 GHz. We present a new cryogenic broadband calibration method. Its performance is shown by validating the method using metallic microstrips and by comparison with a usually used calibration technique. The interprétation of the results is performed by an ac mean field and a scaling analysis near Tg. Whereas the mean field theory is unable to account for the found results concerning all the dependences (frequency and magnetic field) of the impedance per unit length , a scaling of the complex ac conductivity up to our highest measurement frequencies is possible. This is in clear contradiction to the crossover from a scaling to a mean field behaviour found in the literature. As the critical exponents change when switching on the magnetic field, the universality class of the transition changes. Finally a new feature in the imaginary part of the ac conductivity o2 is shown. For temperatures over a certain value near Tc, o2 increases with increasing frequency. This behaviour is observed for all magnetic fields, only the crossover temperature changes according to the changes in Tc with magnetic field. This phenomenon does not have a theoretical explanation yet.
Le but de ce travail était l'étude de la dynamique des vortex dans des couches minces au voisinage de la transition "solide de vortex - liquide de vortex". Cette région du diagramme de phase (H <= 6 T, 80 <= T <= 100 K) n'est que très peu étudiée dans une large gamme de fréquences jusqu'à 20 GHz. Nous présentons une nouvelle méthode d'étalonnage large bande travaillant à basse température. Sa validation par des mesures de microrubans métalliques, ainsi que la comparaison avec un étalonnage largement utilisé montrent ses performances. L'analyse des résultats est effectuée dans le cadre d'une théorie de champ moyen de la réponse ac des vortex et dans le cadre de la théorie des lois d'échelle au voisinage de la température de transition Tg. Nous démontrons que la théorie champ moyen n'arrive pas à rendre compte de façon cohérente des résultats si l'on veut expliquer à la fois la variation en fréquence et en champ de la partie réelle et imaginaire de l'impédance linéique Zl. L'analyse de type "lois d'échelle" semble bien vérifiée à Tg sur toute la gamme de fréquence contrairement à ce qui est suggéré dans la littérature. Les exposants critiques obtenus sans champ et sous champ étant nettement différents, nous pouvons en déduire que les classes d'universalité sont différentes. Nous avons finalement mis en évidence un comportement original de la partie imaginaire de la conductivité o2 qui au-delà d'une certaine température augmente avec la fréquence. Ce comportement s'observe quelque soit le champ H, mais la température d'apparition de cet effet évolue en suivant la ligne où dp/dT est maximale. Ce phénomène attend pour le moment une explication théorique.
Loading...