Study of the ferromagnetic superconductor URhGe
Etude du composé ferromagnétique supraconducteur URhGe
Résumé
This thesis deals with the physical properties of the ferromagnetic superconductor URhGe. It is the first study realized on single crystals in extreme experimental conditions i.e. very low temperature, high hydrostatic pressure and intense magnetic field. First of all we describe the crystal growth and the different annealing procedures necessary to obtain samples that exhibit a complete and narrow resistive superconducting transition. Then we present the pressure-temperature phase diagram obtained by calorimetry, resistivity and magnetisation. On contrary to UGe2 the Curie temperature (TCurie) increases linearly up to 130 kbar while the ordered moment and the superconducting critical temperature (Tc) decrease monotonically. We also report the influence of the lattice defects and the first try of measuring the critical current. Our results are compatible with an unconventional superconducting ground state. Finally we present the first measurements of the upper critical field (Hc2) on samples with different RRR. A clear jump of Hc2 close to Tc illustrates the presence of the ferromagnetic domains in the superconducting condensate. The value of Hc2 at 0 K and the observed strong anisotropy are coherent with a polar order parameter with spin triplet pairing.
Cette thèse porte sur l'étude des propriétés physiques du composé ferromagnétique supraconducteur URhGe. Il s'agit de la première étude menée sur des échantillons se présentant sous forme monocristalline et dans des conditions expérimentales extrêmes: très basse température, très haute pression hydrostatique et fort champ magnétique. Dans un premier temps, nous décrivons la cristallogénèse ainsi que les traitements thermiques nécessaires à l'obtention de cristaux présentant des transitions supraconductrices résistives complètes et étroites. Dans un second temps nous présentons le diagramme de phase (P,T) obtenu par des mesures d'aimantation, transport et calorimétrie. Contrairement à son homologue UGe2, la température de Curie (TCurie) croît quasi linéairement jusqu'à 130 kbar alors que la température critique supraconductrice (Tc) diminue de façon monotone. Nous reportons également l'influence des défauts cristallins sur l'état supraconducteur ainsi que la première tentative de mesure du courant critique. Ces résultats démontrent que l'état fondamental de ce composé est non conventionnel. Finalement nous présentons les premières mesures du second champ critique (Hc2) réalisées sur des échantillons de qualité différente. La présence des domaines magnétiques au sein du condensât supraconducteur s'illustre par un saut de Hc2 au voisinage de Tc. La valeur de Hc2 au zéro absolu ainsi que la forte anisotropie observée mettent en évidence que la symétrie du paramètre d'ordre est très certainement triplet polaire.
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