Soutenance de thèse de Zailan Zhang

Zailan Zhang, doctorant dans l'équipe Design et étude de nouveaux matériaux à propriétés remarquables (DEMARE)

Lundi 29 mai 2017 à 14h

IMPMC - UPMC, 4, Place Jussieu 75005 Paris. Tour 23 - Barre 22-23 - 4e étage, salle 401

Dynamique de la structure électronique, de quasi-particule dans les oxydes de cuivre supraconducteurs par spectroscopie de photoémission résolue en angle et en temps

Résumé

Les supraconducteurs à base d'oxyde de cuivre ont fait l'objet d'études approfondis mais ils restent toujours au centre de nombreux débats. Après 30 années de recherche, certaines questions scientifiques ont été éclairées, alors que d'autres restent controversées. L'évolution du paramètre d'ordre supraconducteur avec la température et le dopage en est un cas exemplaire.  Dans cette thèse nous décrivons notre étude systématique de supraconducteurs à haute temperature critique par Angle Resolved PhotoEmission Spectroscopy (ARPES: Spectroscopie de photoémission résolue en angle) et par ARPES resolué en temps. On a mesuré du Bi₂Sr₂CaCu₂O_8+δ avec dopage optimale (c.a.d. montrant la Tc la plus élevé), afin d'explorer la possibilité que une photo-excitation très intense du supraconducteur crée un état avec des paires de Cooper incohérentes et sans aucune densité superfluide. La méthode expérimentale employée nous a permis de mesurer la dynamique des électrons hors équilibre et du gap supraconducteur, en fournissant des informations complémentaires à l'ARPES conventionnelle et aux mesures optiques. Nos données de ARPES résolue en temps sur Bi₂Sr₂CaCu₂O_8+δ montrent que une photo-excitation génère un effondrement du gap supraconducteur qui dépend du moment. La relaxation des quasi-particules acquiert une composante rapide à la fluence F de seuil ou le gap s'effondre complètement. La comparaison entre le  et le  spar spectroscopie optique THz résolue en temps suggère que il y aurait un régime de fluence ou les paires de Cooper survivent, mais ne portant plus un courant superfluide.

Un autre défi majeur dans la physique des cuprates supraconducteurs à haute température critique (HTSCs) est la compréhension de l'état normale à haute température. Nous presentons aussi un étude ARPES du pseudo-gap proche du point nodale de la surface de Fermi dans le système La_2-xBa_xCuO₄ (LBCO), qui montre un possible lien avec les modulations de densité de charge (stripes). Nos données suggerent que le gap s'ouvre en dessous de la transition LTT-LTO associé à l'apparition des modulations de charge tandis que la fonction spectrale n'est pas affecté par le modulation de la densité de spin. On observe aussi que la structure de bande dans LBCO est rénormalisé avant le "kink" à environs 70 meV. Nous corrélons cette rénormalisation en énergie et moment à l'amollissement du mode d'étirement de la liaison Cu-O.

Jury

• M. SIROTTI Fausto, Directeur de rechercher, Rapporteur
• M. SANTANDER Andrés, Maître de conférences, HDR, Rapporteur
• M. LÜNING Jan, Professeur UPMC, Examinateur
• Mme. BROUET, Véronique Directeur de recherche, Examinateur
• Mme. DECORSE Claudia, Maître de conférences, Examinateur
• Mme. ROY Pascale, Directeur de recherche, Examinateur
• M. NOAT Yves, Chargé de recherche, Examinateur
• M. D'ASTUTO Matteo, Chargé de recherche, HDR, Directeur de thèse
• M. PERFETTI Luca, Professeur Ecole Polytechnique, Directeur de thèse