III.1. Propriétés électroniques dans la phase supraconductrice III.1.2. Dispersion au point Γ Intéressons nous d’abord à la structure électronique au point Γ où deux poches concen-triques sont observées. La figure 1.26 présente la surface de Fermi centrée au point Γ, réalisée avec une énergie de photon hν=39eV. Figure 1.26: Surface de Fermi centrée sur Γ de Eu(Fe0.86Ir0.14)2As2 mesurée à 5K, avec une énergie de photon égale à 39eV, polarisation LV. La ligne rouge indique la direction Γ-M. Caractère tridimensionnel de la structure électronique au point Γ Afin de comprendre au mieux la structure électronique, il est important d’éclaircir dans un premier temps la dépendance en énergie de photons des poches. Comme la plupart des supraconducteurs à base de fer, le composé parent EuFe2As2 et le composé substitué en Ir présentent une structure électronique avec une forte anisotropie des dispersions dans le plan du fer, mais aussi perpendiculairement à ce dernier [76]. Dans le but de quantifier le caractère tridimensionnel de la structure électronique au point Γ, nous avons mesuré la dépendance en kz des bandes par photoémission à T=5K, dans la phase supraconductrice. Les mesures sont réalisées au point Γ, dans la direction parallèle à kx pour ky=0 et en faisant varier l’énergie de photons de 30 à 100eV, avec une polarization LH. A émission normale, le spectre enregistré coïncide avec la directionΓ-Z dans l’espace réciproque. La figure 1.27(a) montre la superposition des MDCs collectés au niveau de Fermi, les cercles superposés au spectre dans la figure représentent les maxima d’intensité en fonction de l’énergie du photon extraits des MDCs. La superposition des MDCs prises à 100meV en énergie de liaison est montrée sur la figure 1.27(b). On observe une seule structure sur le spectre mesuré au niveau de Fermi, cette structure présente une modulation en fonction de l’énergie du photon incident. De plus, il est possible de constater la présence d’une seconde structure dans le spectre obtenu à 100meV d’énergie de liaison. Cette structure additionnelle est peu dispersive dans la direction Z. La structure intérieure est la plus intense dans les deux spectres et possède une dépendance en kz prononcée, indiquant ainsi le caractère tridimensionnel de la bande correspondante. Cette bande α peut être ajustée par une fonction sinusoïdale de la variable kz représentée par des pointillée sur la figure 1.27(b) tandis que la bande extérieure β est peu dispersive dans la direction Γ-Z . Figure 1.27:Mesures par ARPES de Eu(Fe0.86Ir0.14)2As2 réalisées à 5K, avec une polarisation LH. (a)(b) Intensités des spectres de photoémission prises à EF et à 100 meV d’énergie de liaison respectivement. La mesure est effectuée selon kx en fonction de l’énergie du photon (gauche) ou, de manière équivalente, en fonction de kz (droite). Les cercles blancs en (a) sont maxima des MDCs. A émission normale, kz est reliée à l’énergie du photon par l’expression kz = 0.512√ hν−W +V0 où hν est l’énergie du photon, W, le travail de sortie du matériau (4.4eV) et V0 le potentiel interne. On ajuste ce dernier à V0=15 eV afin d’obtenir un comportement périodique en fonction du vecteur réciproque en 2π/c . Cet ajustement est en bon accord avec les valeurs observées dans la littérature pour d’autres pnictures de fer. On trouve V0=14 eV pour Ba(Fe0.65Ru0.35)2As2 [78] et pour Ba(Fe1−xCox)2As2 [79] par exemple. On détermine alors le vecteur d’onde pour les points Z correspondant aux maxima de kF à 39eV (7×2π/c), 70eV (9×2π/c) et pour les pointsΓà 51eV (8×2π/c) et 90eV (10×2π/c). La nature des orbitales de ces bandesαetβ peut être discutée pour de plus amples compré-hensions. Pour ce faire, nous représentons les dispersions (E-k) collectées dans la direction Γ-M pour des énergies de photons à 90eV, 70eV et 40eV dans les figures 1.28(a), 1.28(b) et 1.28(c) respectivement. Ces cartes, surtout celle à 40eV, montrent l’existence d’au moins deux bandes de trous. Les MDCs correspondantes, prises à 100meV d’énergie de liaison et intégrées sur 10meV sont également exposées en figure 1.28(d),1.28(e) et1.28(f). Les MDCs mettent en évi-dence clairement une bande intérieureαet une bande extérieureβ, ces dernières sont présentes pour toutes les énergies de liaison, mais ont des poids spectraux différents lorsque l’on change l’énergie de photon. De plus, les deux bandesα etβ ne possèdent pas la même dispersion en kz comme discuté précédemment. Si la dispersion en kz de la bandeβ est faible, elle est nettement plus prononcée pour la bande α. Un tel comportement a déjà été observé [79] et est le résultat de la différence de la nature orbitalaire de ces bandes. Les structures intérieures sont souvent associées à deux bandes quasi-dégénérées avec un caractère dxz et dyz tandis que la bande extérieure reflète un caractère orbital dxy avec une plus petite hybridation dans la direction z. En effet, les orbitales dxz et dyz sont perpendiculaires au plan du fer tandis que l’orbitale dxy se situe entièrement dans le plan. L’hybridation des orbitales provenant du recouvrement de ces dernières est alors moindre dans la direction z pour l’orbitale dxy. Ainsi, il est attendue qu’une bande de nature dxy disperse peu dans la direction perpendiculaire au plan du fer. Toutefois, ce n’est pas l’unique interprétation de la nature orbitalaire de ces différentes bandes que l’on peut trouver dans la littérature. En effet, si le composé parent BaFe2As2 [63] ainsi que le composé dopé en P EuFe2As2−xPx [76] présentent une structure intérieure formée par une bande doublement dégénérée dxz/dyz, et une bande extérieure de nature dxy, on peut également observer une bande intérieure de nature dxy et des bandes extérieures dxz/dyz comme pour le composé parent EuFe2As2 [75] ou encore le composé dopé en Ru (Ba(Fe1−xRux)2As2) [78,80]. Figure 1.28: (a)(b)(c) : Cartes (E-k) prises à 90 eV, 70eV et 40 eV d’énergie de photons. Les lignes jaunes pointillées sont évaluées à 100meV d’énergie de liaison. Les MDCs correspondantes sont exposées ci-contre. (d)(e)(f) MDCs à 100 meV d’énergie de liaison, avec respectivement 90 eV, 70 eV and 40 eV d’énergie de photons. Les figures 1.28(e) et 1.28(f) montrent qu’à 40eV et 70eV, la bande dispersive α apparaît pour la même valeur de kx, (ces deux énergies de photons correspondent aux points Z équivalents), cependant leurs intensités sont très différentes. L’intensité de la bande intérieure αest presque supprimée pour une énergie de photon de 70eV tandis qu’elle est importante pour 40eV et 90eV. Ce comportement peut être attribué à un effet d’éléments de matrice. De telles dépendances en énergie de photon de la bandeα ainsi que la dispersion en kz ont été observées pour le composé parent EuFe2As2 [76], mais la bandeβn’a pas pu être détectée dans cette étude. Dans le document Étude par ARPES et STS des propriétés électroniques d’un supraconducteur haute Tc à base de fer et de chaînes de polymères élaborées à la surface de métaux nobles (Page 37-41)
