Relation entre magnétisme et supraconductivité<br />dans quelques matériaux SHTc de type Y123

The aim of this work was to look for some answers to the special non-superconductingbehaviour of the praseodymium 1212 cuprate PrBa2Cu3O7 (Pr123), in contrast to the othercompounds of the same series which are all superconductors.After an exhaustive bibliography on the subject, the remaining unsolved questions and thecontradictions found in the literature are reviewed.A great number of PrxY1-xBa2Cu3Oy powder and sintered samples have been elaboratedwith different composition (x = 0 to 1) and oxygenation state (y = 6 to7). They have beencarefully checked for crystallographic structure and morphology, oxygen content and phasepurity. Their magnetic and thermal behaviour, together with samples from other teams, hasbeen studied by precise susceptibility, magnetisation, thermal expansion and specific heatmeasurements. Careful analyses of the magnetic results allow us to separate the stoechiometryand Pr/Ba substitution effects from those coming only from the oxygen content. In fact, themagnetic behaviour of the Pr3+ ions is not much affected by the substitutions while the oxygenhas a strong effect on the exchange interactions strength. Crystal field calculations have beenmade and they confirm the little effect on the Pr moment, but also, they can explain severalfeatures that have been often misinterpreted as for example the constant term of thesusceptibilityPure Y123 and other rare earth compounds, like Dy123 and Ho123, have been alsomeasured in different oxygenation states (y~ 6, 6.5 and 7). Their study seem to evidence a closerelation between the amount of oxygen's, and their degree of disorder, and the magneticbehaviour of copper in the CuO2 planes but also especially in the chains CuO. The later aremost probably at the origin of the susceptibility tails and weak ferromagnetism observed at lowtemperatures as soon as the oxygen number is not close to 7This work brings some new insight into the behaviour of this series of compounds andgives some new directions for the understanding of the interdependence of magnetism andsuperconductivity in the SHTc'sLe but de ce travail était d'apporter des éléments de réponse dans le débat toujours non closde la non supraconductivité du matériau PrBa2Cu3O7 ( Pr123), en regard de tous les autrescomposés de la série des cuprates de terres rares supraconducteurs de type Y123.Une bibliographie très complète a permis d'abord de cerner les nombreuses questions ensuspens et les contradictions existantes dans la littérature.Une série d'échantillons PrxY1-xBa2Cu3Oy (y = 6-7) ont été élaborés et soigneusementcaractérisés tant du point de vue de la structure et de la morphologie que de la stoechiométrie etdu taux d'oxygène. L'étude approfondie des propriétés magnétiques (susceptibilité etaimantation) et thermiques (dilatation et chaleur spécifique) de ces échantillons ainsi qued'autres, fournis par d'autres laboratoires, a permis de faire la part des effets dû au tauxd'oxygène et de ceux dû a la stoechiométrie et aux substitutions. En particulier lecomportement magnétique de l'ion Pr3+ est peu influencé par la substitution de Y, alors que letaux d'oxygène affecte surtout les interactions d'échanges. Ceci est confirmé par le calcul deseffets de champ cristallin qui montre par ailleurs que bon nombre de spéculations antérieuressont à revoir, comme par exemple la signification réelle de la partie constante de lasusceptibilité.Enfin, l'étude des composés avec l'yttrium (Y123) et d'autres terres rares (Dy123 et Ho123)dans plusieurs états d'oxydations (y= 6, 6.5 et 7) montre l'importance de la relation entre le tauxet le désordre des oxygènes et le comportement magnétique du cuivre, non seulement dans lesplans CuO2, mais surtout dans les chaînes CuO. Ces dernières étant sans doute à l'origine desremontées de susceptibilité et des faibles composantes de type ferromagnétiques observées àbasse température dès que le nombre d'oxygènes y est différent de 7 .Cette étude apporte un éclairage nouveau sur cette série de composés et donne de nouvellespistes pour la compréhension de l'interdépendance entre magnétisme et supraconductivité dansles supraconducteurs à haute température critique