Abstract : This work deals with the magnetic field effects on the phase diagram of quasi-one dimensional conductors. Its aim is to understand how a magnetic field can destroy a metallic phase and induce a Spin Density wave (SDW) phase, as is experimentally observed in organic conductors such as the Bechgaard salts. It is divided in two main parts : - The magnetic field Zeeman coupling to the one-dimensional(lD)electron gas freezes certain electronic nteraction processes and thus alters the character of ID fluctuations. The evolution of the various instabilities of the electron gas (Charge or Spin Density wave, singlet or triplet superconductivity) is described when the field, as well as the chemical potential, are varied. The latter has been shown to have the same effect on the charge degrees of freedom in the vicinity of half--band filling as the magnetic field on the spin degrees of freedom. -- In the case of the quasi-one dimensional electron gas, SDW condensation is shown to depend both on the Fermi surface geometry (nesting properties) and on a new mechanism due to the magnetic field orbital coupling : the quantization of electronic motion. This new aspect, baptized quantized nesting effect, has the following consequences : . A series of first order transitions between SDW sub--phases appears as the magnetic field increases . Each subphase is labelled by an integer quantum number n. It is characterized by n completely filled Landau levels. . At zero temperature, one expects a Hall effect quantization. This theory allows to understand practically all experimental results obtained so far in field induced SDN phases in the Bechgaard salts.
Résumé : Ce travail concerne les effets de champ magnétique sur le diagramme de phase des conducteurs quasi-unidimensionnels. Il s'agit de comprendre comment le champ magnétique peut détruire la phase métallique et induire une phase onde de densité de spin (ODS), comme observé expérimentalement dans les conducteurs organiques comme les sels de Bechgaard. La thèse est divisée en deux parties Le couplage Zeeman à un gaz d'électrons unidimensionnel gèle certains processus d'interaction et par conséquent modifie les fluctuations unidimensionnelles. L'évolution des différentes L'instabilités du gaz d'électrons (onde de densité de spin ou de charge, supraconductivité singulet ou triplet) est obtenue en fonction du champ magnétique et du potentiel chimique. Ce dernier a sur les degrés de libertés de charge au voisinage du demi-remplissage, le même effet que le champ magnétique sur les degrés de libertés de spin. Pour le gaz d'électrons quasi-1D, la formation d'une phase ODS dépend à la fois de la géométrie de la surface de Fermi (le " nesting ") et de la quantification des orbites induite pas le champ magnétique). Ce double mécanisme, baptisé le " nesting quantifié " a les conséquences suivantes : * Une série de transitions de phase quantiques du premier ordre entre des sous-phases ODS apparaît lorsque le champ augmente. * Chaque sous-phase est indexée par un nombre quantique n, qui correspond à n niveaux de Landau complètement remplis. * L'effet Hall est quantifié dans chaque sous-phase. * Cette théorie décrit pratiquement tous les phénomènes observés dans les phases induites par le champ dans les sels de Bechgaard.