Résultats

Figure 57. Susceptibilité magnétique molaire de la céramique La1,55-xNd0,4Sr0,05CuO4.

Les réponses magnétiques observées sur les céramiques des solutions solides La1,6-xNd0,4SrxCuO4 diffèrent légèrement de celles présentées dans la partie précédente. En effet, les ions néodyme Nd3+ (4f3) présentent un comportement paramagnétique. Ce comportement est mis en évidence par des valeurs positives de la susceptibilité dans certains domaines de température. En pratique, deux types de courbes peuvent être distinguées. Le

premier type, observé par exemple pour la composition La1,55-xNd0,4Sr0,05CuO4 (Figure 57), se caractérise par une susceptibilité magnétique positive et décroissante en fonction de la température. Cette allure de courbe est retrouvée pour tous les échantillons ne présentant pas d’état supraconducteur ou dont la température critique serait inférieure à 2K.

Figure 58. Susceptibilité magnétique molaire de la céramique La1,4Nd0,4Sr0,2CuO4.

Le deuxième type de comportement magnétique observé est celui visible sur la Figure

58 qui représente la susceptibilité magnétique molaire en fonction de la température d’une céramique de composition La1,4Nd0,4Sr0,2CuO4. Ce type de courbe se retrouve pour tous les échantillons montrant une trace de comportement supraconducteur. Un zoom a été effectué pour mieux mettre en évidence le comportement magnétique de ces solutions solides pour des températures supérieures à la température critique.

La Figure 57 est caractéristique des échantillons où domine le paramagnétisme avec une susceptibilité présentant une décroissance hyperbolique. Le tracé de l’inverse de la susceptibilité en fonction de la température permet de préciser ce comportement.

Ces données, présentées sur la Figure 59, sont alignées sur une droite ne passant pas par l’origine, dont les paramètres peuvent être déterminés par une régression linéaire. Ceci est caractéristique d’une loi de Curie-Weiss, qui peut s’exprimer par l’équation (35).

&KDSLWUH,,,eWXGHSUpOLPLQDLUHVXUFpUDPLTXHV   )LJXUH5HODWLRQHQWUHO¶LQYHUVHGHODVXVFHSWLELOLWpPRODLUHHWODWHPSpUDWXUHSRXUODVROXWLRQVROLGH /D1G6U&X2/DOLJQHURXJHUHSUpVHQWHO¶DIILQHPHQWOLQpDLUHGHODFRXUEH   θ − Χ 7 & 0    

$YHF ;0 OD VXVFHSWLELOLWp PRODLUH HPXPRO^ & OD FRQVWDQWH GH &XULH HPXPRO^.7ODWHPSpUDWXUH.HWșODWHPSpUDWXUHGH&XULHSDUDPDJQpWLTXH.,OHVW DORUV SRVVLEOH G¶H[WUDLUH OHV YDOHXUV GH &  HPX.PRO^ HWș . /H PRPHQW PDJQpWLTXHHIIHFWLI—HIIHVWUHOLpjFHWWHFRQVWDQWHSDUO¶pTXDWLRQ

 1G $ HII I N 1 &   μ  ^  

$YHF 1$ OH QRPEUH G¶$YRJDGUR ^ PRO^  N OD FRQVWDQWH GH %ROW]PDQQ ^HUJ.^HWI1GOHQRPEUHG¶LRQV1G^SDUIRUPXOH(QLQWURGXLVDQWOHPDJQpWRQ GH %RKU —% ^ HPX OH PRPHQW PDJQpWLTXH HIIHFWLI SHXW DORUV V¶pFULUH VHORQ O¶pTXDWLRQ

% 1G HII I &

μ

μ

≈ ^    /DFRQVWDQWHGH&XULHGpWHUPLQpHSRXUFHWpFKDQWLOORQFRQGXLWjXQPRPHQWHIIHFWLIGH —%LRQ1G^&HUpVXOWDWHVWGLVFXWpSOXVORLQ

/D SUpVHQFH G¶LRQV SDUDPDJQpWLTXHV GRQQH XQH DOOXUH SDUWLFXOLqUH DX[ FRXUEHV UHSUpVHQWDQW OD VXVFHSWLELOLWp PDJQpWLTXH GHV pFKDQWLOORQV SUpVHQWDQW XQ FRPSRUWHPHQW VXSUDFRQGXFWHXU )LJXUH  /D VXVFHSWLELOLWp PDJQpWLTXH GH FHV pFKDQWLOORQV SHXW rWUH VpSDUpHHQGHX[SDUWLHV/DSUHPLqUHjEDVVHWHPSpUDWXUHSHUPHWG¶REVHUYHUGLVWLQFWHPHQWOH FDUDFWqUHVXSUDFRQGXFWHXUGHO¶pFKDQWLOORQWDQGLVTXHODVHFRQGHFRUUHVSRQGjXQGRPDLQHR OD VXVFHSWLELOLWp PDJQpWLTXH GH O¶pFKDQWLOORQ HVW SRVLWLYH 2Q UHPDUTXH TXH OD VXVFHSWLELOLWp SDVVHSDUXQPD[LPXPDYDQWGHGpFURvWUHTXDQGODWHPSpUDWXUHDXJPHQWH(QGHVVRXVGHOD WHPSpUDWXUH FULWLTXH GH OD VROXWLRQ VROLGH LO H[LVWH XQH FRPSpWLWLRQ HQWUH OD FRPSRVDQWH SDUDPDJQpWLTXHHWODFRPSRVDQWHVXSUDFRQGXFWULFH/DYDOHXUGHODVXVFHSWLELOLWpPDJQpWLTXH PRODLUHPHVXUpHHVWDORUVODVRPPHGHFHVGHX[FRPSRVDQWHV/RUVTXHODWHPSpUDWXUHFULWLTXH GHODVROXWLRQVROLGHHVWpOHYpH)LJXUHODFRPSRVDQWHSDUDPDJQpWLTXHGHODVXVFHSWLELOLWp PRODLUH D SHX G¶LQIOXHQFH VXU VD GpWHUPLQDWLRQ 'DQV OH FDV GHV FpUDPLTXHV SRVVpGDQW XQH WHPSpUDWXUHFULWLTXHSOXVIDLEOHODFRPSRVDQWHSDUDPDJQpWLTXHSHXWrWUHGRPLQDQWH

Chapitre III Étude préliminaire sur céramiques

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Figure 60. Méthode de détermination de la TConset pour la solution solide La1,49Nd0,4Sr0,11O4.

La courbe bleue de la Figure 60.a montre l’évolution de la susceptibilité magnétique molaire de la solution solide La1,49Nd0,4Sr0,11CuO4 en fonction de la température. La constante de Curie et la température de Curie paramagnétique ont été déterminées en traçant l’inverse de la susceptibilité molaire en fonction de la température dans la gamme variant 18 K ≤ T ≤ 30 K. En extrapolant cette loi de Curie-Weiss à basse température, il est alors possible de soustraire le comportement paramagnétique du néodyme. C’est ce que représente

la courbe rouge de la Figure 60.a. Comme le montre la Figure 60.b, la température critique de la solution solide est ensuite déterminée à partir de la dérivée de cette courbe.

Alors que le caractère paramagnétique parait bien supprimé sur la majeure partie de la courbe, il est juste atténué entre 2 et 4 K. En effet, après avoir diminué au voisinage de TC, la susceptibilité magnétique augmente en dessous de 4 K. Ce phénomène n’est pas visible pour les composés à « haute » TC. Comme le montre le Tableau 10, la grande différence provient de l’ordre de grandeur de la susceptibilité magnétique.

Tableau 10. Ordre de grandeur de la susceptibilité magnétique molaire à 5 K dans les 3 cas présentés dans cette partie.

Comportement Paramagnétique (Figure 57) Diamagnétique basse TC (Figure 60) Diamagnétique haute TC (Figure 58) X (emu.mol-1) 0,07 -0,01 -2,25

Il existe une autre différence entre ces deux types de courbe. Il y a une nette distinction entre la courbe FC et la courbe ZFC dans le cas des hautes TC, qui ressemble alors aux courbes obtenues pour les solutions solides La2-xSrxCuO4. Cependant, elle n’existe pas ou peu pour les basses TC. C'est-à-dire que la ligne d’irréversibilité n’est pas atteinte dans ce cas. Pour cette valeur du champ magnétique, le type de refroidissement n’a alors aucune influence sur la susceptibilité magnétique dans la gamme de température mesurée.

Les TC des solutions solides La1,6-xNd0,4SrxCuO4 extraites des différentes courbes sont présentées dans le Tableau 11 tandis que l’évolution de ces TC en fonction de la teneur en strontium est montrée sur la Figure 61.

Tableau 11. Température critique des solutions solides La1,6-xNd0,4SrxCuO4 sous un champ magnétique de 100 Oe.

Teneur en strontium (x) 0,05 0,06 0,07 0,08 0,1 0,11 0,12 0,125 0,13 Tc (K) < 2 < 2 < 2 8,2 10,2 7,1 < 2 < 2 < 2 Teneur en strontium (x) 0,14 0,15 0,16 0,18 0,2 0,22 0,24 0,25 0,26

Chapitre III Étude préliminaire sur céramiques

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Figure 61. Évolution de la température critique en fonction de la concentration en strontium dans les céramiques La1,6-xNd0,4SrxCuO4 pour 0,05 ≤ x ≤ 0,3 sous un champ appliqué de 100 Oe.

Dans le document Cristallogenèse et caractérisations physico-chimiques des solutions solides supraconductrices La2-xSrxCuO4 et La1,6-xNd0,4SrxCuO4 (Page 118-124)