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Zoé Velluire-Pellat :Étude micro-onde de supraconducteurs à haute température critique
Découverts en 1986, les cuprates sont toujours au cœur de recherches intenses du fait de leurs propriétés supraconductrices uniques, tels que leurs températures de transition (Tc) et leurs champs magnétiques critiques élevés.Dans cette thèse, nous explorons tout d’abord le potentiel d’utilisation des supraconducteurs haut-Tc (HTcS) pour la fabrication de résonateurs à guide d’ondes coplanaire (CPWR). Les résonateurs sont des éléments essentiels des circuits micro-ondes, mais leurs performances sont limitées par les pertes dans le matériau. L’utilisation de supraconducteurs améliore le facteur de qualité des résonateurs, et les HTcS en augmentent considérablement les plages de fonctionnement thermiques et magnétiques en comparaison aux bas-Tc. Dans une première partie, nous présentons la fabrication de résonateurs CPWRs en YBa2Cu307-δ et étudions en détail les différents régimes de couplage, du régime surcouplé au régime sous-couplé. Le CPWR en YBa2Cu307-δ à haut facteur de qualité est ensuite utilisé pour réaliser une expérience de résonance de spin électronique en cavité sur différents systèmes de spins collectifs.Nous étudions ensuite les propriétés physiques de la supraconductivité bidimensionnelle dans les cuprates, en nous concentrant sur le Bi2Sr2CaCu2O8+δ qui peut être exfolié jusqu’à une cellule unitaire. Notre travail comprend la fabrication et la caractérisation, à la fois dans les régimes DC et des micro-ondes, de feuillets ultra-minces de Bi2Sr2CaCu2O8+δ. L’analyse DC suggère des signatures de la physique BKT, ce qui est confirmé par le saut observé dans la rigidité superfluide micro-onde - une caractéristique de la transition BKT. Un pic est également mesuré dans la partie réelle de la conductivité, associé à la dissociation des paires de vortex BKT.