Cohérence du réseau et dualité locale non-locale dans les matériaux à électrons f

n this thesis, we will study f -electron systems under two different aspects: the formation and the breakdown of lattice coherence, and the nature of f -electrons, which can be either localized, itinerant, or dual. In the first part, we study lattice coherence in 4f systems with the atomic substitution of magnetic atoms by non-magnetic atoms. We will deal with the ubstitutional disorder by using the dynamic mean-field, theory. We start by generalizing the Doniach type phase diagram with substitution by considering the phases: ferromagnetic, antiferromagnetic, and paramagnetic Kondo. We also study the relevance of our phase diagrams by comparing the experimental data of various cerium-based Kondo alloys. Next, we will focus on the Kondo paramagnetic phase on a square lattice in order to study the signatures of lattice coherence breakdown with the dilution of magnetic impurities. To do this, we analyze the photoemission signals, the effective masses, the local potential scattering, and the charge order. We confirmed previous predictions of a Lifshitz-type transition between dilute and dense impurity systems. In addition, we detect a new critical concentration for a Fermi liquid instability. The latter is highlighted by a vanishing effective mass. The second part of this thesis deals with the apparent dual character of 5f electrons in actinide-based heavy-fermion compounds, where itinerant and localized 5f -degrees of freedom seem to coexist. We adopt the rotationally invariant slave-boson method to study the influence of intra-atomic, i. e., Hund’s rule type correlations. Our results confirm the conjecture that intra-atomic correlations may enhance anisotropies in the effective 5f -5f hopping and thus eventually lead to orbital-selective partial localization. Finally, we analyze the different partially localized phases in terms of orbital-dependent quasiparticle mass and occupation, magnetization, and valency configurations.Dans cette thèse, nous étudierons les systèmes d’électrons f sous deux aspects différents : d’une part la formation et la brisure de cohérence du réseau, et d’autre part la nature des électrons f qui peuvent être localisé, itinérant ou dual. Dans la première partie, nous aborderons le sujet de la cohérence du réseau dans les systèmes 4f sous l’angle de la substitution atomique des atomes magnétiques par des atomes non-magnétiques. Nous traiterons du désordre généré par la substitution par la théorie de champ moyen dynamique. Nous commençons par généraliser le diagramme de phase de type Doniach avec la substitution en considérant les phases : ferromagnétique, antiferromagnétique et paramagnétique Kondo. Nous étudions également la pertinence de nos diagrammes de phases vis-à-vis des données expérimentales des alliages à la base de cérium. Par la suite, nous nous concentrerons sur la phase paramagnétique Kondo avec un réseau carré afin d’étudier les signatures de la brisure de cohérence du réseau en diluant les impuretés magnétiques. Pour cela, on analyse les signaux de photoémission, les masses effectives, le local potential scattering, et l’ordre de charges. Nous confirmerons les précédentes prédictions de transition type Lifshitz entre les systèmes dilués et denses. De plus, nous détecterons une nouvelle concentration critique pour une instabilité au liquide de Fermi. Ce dernier est caractérisé par une annulation de la masse effective. La deuxième partie de cette thèse traite le caractère dual apparent des électrons 5f dans les fermions lourds à la base d’actinides, où les degrés de liberté 5f itinérants et localisés semblent coexister. Nous utiliserons la méthode des bosons esclaves invariants par rotation pour étudier l’influence de corrélations intra-atomiques, i. e., de type de règle de Hund. Nos résultats confirmerons la conjecture selon laquelle les corrélations intra-atomiques peuvent renforcer les anisotropies dans l’intégrale de saut effectif 5f -5f , et conduisent à une localisation partielle sélectif en orbitale. Enfin, nous analysons les différentes phases partiellement localisées en fonction de la masse de quasi-particules, l’occupation, d’aimantation et la configuration de valence dépendantes en orbitale