Thimotee VASINA
Laboratoire PHotonique ELectronique et Ingénierie QuantiqueS (PHELIQS)
Equipe IMAPEC
Résumé
L’objectif principal de cette thèse était de s’intéresser au diagramme de phases d’UTe2 en conditions extrêmes de pression et éventuellement de champ magnétique. Pour cela, nous avons utilisé des mesures de chaleur spécifique, permettant détecter des transitions de phases, même entre deux phases supraconductrices. À champ nul, nous confirmons la pousse sous pression de la deuxième phase supraconductrice SC2 à partir de 0.2 GPa. Parallèlement, à pression ambiante, il est désormais admis qu’une autre phase HF distincte de SC1 est promue et renforcée sous champ H∥b, avant d’être brutalement supprimée par la transition métamagnétique à µ0HM = 35 T. Malgré de nombreuses tentatives sur de nombreux échantillons, nous ne voyons aucune quatrième ligne de transition au sein de la phase SC1. Nous appuyons le scénario de l’intersection de trois lignes de transition, corroboré par nos analyses quantitatives de saut de chaleur spécifique à champ nul. A l’aide de mesures combinées sous pression et sous champ H∥b, nous avons montré que la phase HF vient progressivement se connecter à SC2 lorsque la pression augmente, confirmant qu’il ne s’agit que d’une seule et même phase. Les propriétés radicalement différentes sous pression et sous champ de SC1 et SC2 (largeur, effet du champ sur le couplage) suggèrent fortement que les mécanismes stabilisant ces deux phases sont distincts, un phénomène jusqu’à présent inédit parmi les supraconducteurs à phases multiples. Sous champ, les corrélations électroniques augmentent à l’approche du point critique de la transition métamagnétique, tandis qu’à zéro champ, la masse effective m* triple de valeur à l’approche de la pression critique au-delà de laquelle la supraconductivité disparaît et deux phases magnétiques AFM et WMO sont stabilisées. Ces observations soulignent le fait que le mécanisme promouvant SC2 repose probablement sur les fluctuations magnétiques se développant à proximité d’instabilités sous champ et/ou pression. En particulier, nous mettons en évidence un possible lien entre SC2 et WMO. Avant la pression critique, nous montrons que la phase WMO est déjà présente au-dessus de SC2, qui semble émerger du point critique associé à WMO. Pour un champ H∥c, nous sommes en mesure de réinduire la phase SC2 même à p>pc, lorsque la phase WMO est suffisamment affaiblie. En revanche, la question importante de la coexistence entre SC2 et WMO reste ouverte. Enfin, en utilisant une nouvelle cellule à enclumes de diamant miniature, développée dans le cadre de cette thèse, nous avons montré la faisabilité de réaliser des mesures calorimétriques sous pression, tout en jouant sur la direction du champ magnétique. Ces résultats préliminaires prometteurs montrent le potentiel de cette technique.