Paramètre d'ordre magnétique dans la phase de pseudogap des oxydes de cuivre supraconducteurs à haute température critique

This work presents a new magnetic order in the pseudo-gap phase of superconducting cuprates. The study of the three families YBa2Cu3O6+δ, HgBa2CuO4+δ and La1.92Sr0.08CuO4 reveals a magnetic order parameter developping under the temperature of the opening pseudo-gap. For the first time, we report the existence of collective modes associated to this order in the system HgBa2CuO4+δ. All the results converge to the conclusion that the pseudo-gap is linked to a true phase transition, with an order parameter and a symmetry breaking : the time reversal symmetry. It is worth noticing that the translation symmetry of the lattice is preserved, so that this order can be qualified as Q=0 order. Moreover, our study of incommensurate spin fluctuations near the antiferromagnetic wave vector (QAF) has enabled us to demonstrate the underlying competition between two magnetic instabilities : the Q=0 order and the QAF spin fluctuations in both YBa2Cu3O6+δ, and La1.92Sr0.08CuO4 . All these results could be a key toward the understanding of the puzzling high TC superconductivity.Ce travail de thèse présente un nouvel ordre magnétique dans l'énigmatique phase de pseudo-gap des cuprates supraconducteurs à haute température critique. L'étude des composés YBa2Cu3O6+δ, HgBa2CuO4+δ et La1.92Sr0.08CuO4 par diffusion élastique de neutrons polarisés a permis de mettre en évidence un paramètre d'ordre magnétique en dessous d'une température comparable à celle de l'ouverture du pseudo-gap de ces systèmes. Nous avons également montré pour la première fois l'existence dans la famille HgBa2CuO4+δ de deux modes collectifs magnétiques associés à la phase de pseudo-gap. Tous ces résultats indiquent qu'à l'ouverture du pseudo-gap est associée une vraie transition de phase, avec un paramètre d'ordre magnétique et une symétrie brisée: la symétrie par renversement du temps. Il est toutefois important de noter que la symétrie de translation du réseau est préservée: on parle alors d'ordre à Q=0. Dans le système YBa2Cu3O6+δ, nous avons établi que lorsque l'on s'approche du composé parent, ou lorsque l'on introduit des impuretés telles que du Zn, les fluctuations de spin incommensurables autour du vecteur d'onde antiferromagnétique (QAF) se développent au détriment du nouvel ordre à Q=0. De manière similaire, nous avons pu mettre en évidence une interaction entre l'instabilité magnétique autour de QAF et le nouvel ordre à Q=0 dans La1.92Sr0.08CuO4. L'ensemble de ces résultats apporte une pièce maitresse au puzzle que représente toujours la supraconductivité à haute température critique, malgré 25 ans de recherche