Nouvelles possibilités d'étude d'un milieu très réfléchissant dans l'infrarouge lointain : application aux nouveaux supraconducteurs à haute température critique

This work started four years after the discovery of High Tc superconductors, whenit has been possible to get single crystals plates thin enough and stable enough to permit transmissions studies in the 10 - 40 cm[ exponent -1] spectral range of the far infrared. They were thin layers 200 A to 500 A thick deposited on MgO single crystals. lt has been necessary first to characterize MgO as accurately as possible. Then we had to find methods to get transmission, reflectivity, and absorption for high absorbing stratified samples. The last and best results have been obtained with a grid spectrometer and a cryostat especially made for submillimeter waves and a new interferometric method. We have been able to get the free-carriers plasma frequency from 4 K to 300 K and also the collision frequency of quasiparticles. It has been shown that the number of quasiparticles is given by a ([thêta]/{thêta index c]) [exponent 1.5] law rather than a more conventional ([thêta]/[thêta index c])[exponent 4], [thêta] being the temperature of the sample. Lasses in the microwaves at low temperatures are duemainly to the small number of residual quasiparticles, whereas in the far infrared they are mostly ascribed to the low frequency wing of the infrared oscillators that we have to introduce into the mode!. More accurate results are expected in the near future.Ce travail a débuté quatre ans après la découverte des supraconducteurs à haute température critique, dès qu'il a été possible de disposer d'échantillons monocristallins suffisamment minces pour permettre des études par transmission dans l'infrarouge lointain. Il s'agit de films de quelques dizaines de nanomètres supportés par un substrat (MgO), qu'il a fallu caractériser. Il a été nécessaire de rechercher des méthodes donnant le pouvoir de transmission, de réflexion et d'absorption d'échantillons stratifiés très absorbants. Les derniers résultats ont été obtenus à l'aide d'un interféromètre de Michelson à grilles, spécialement conçu pour les grandes longueurs d'ondes. Nous verrons qu'il est possible d'atteindre la fréquence de plasma des porteurs libres et la fréquence de collision des quasiparticules dans un domaine de températures allant de trois cents kelvins à 4 kelvins. On a pu montrer que le nombre de quasiparticules est donné par une loi en ([thêta] sur [thêta indice c]) à la puissance un et demi, [thêta] étant la température de l'échantillon et [thêta indice c] sa température critique, et que les pertes dans les micro-ondes sont dues probablement aux quasiparticules résiduelles, alors que dans l'infrarouge lointain, elles sont dues surtout à la queue d'absorption d'oscillateurs infrarouges qu'il a fallu introduire dans notre modèle