Simulation des phénomènes de transport par onde de densité de charge dans un système unidimensionnel et leur étude expérimentale dans les composés K₀.₃MoO₃

Abstract

Dans ce travail, nous avons mené une étude par simulation numérique des phénomènes de transport non-linéaire par onde de densité de charge (ODC) dans un système strictement unidimensionnel et leur étude expérimentale dans les bronzes bleus de molybdède quasi-unidimensionnel A₀.₃MoO₃[A = K , Rb, T1]. Les bronzes bleus de molybdède sont des conducteurs à température ambiante, ils présentent une transition métal-semi-conducteur de type Peierls à Tp = 180 K. Cette transition se manifeste par une distorsion périodique du réseau à laquelle est associée une modulation de la densité de charge électronique appelée onde de densité de charge. Le phénomène transport collectif non linéaire observé expérimentalement dans les composés à ODC au dessous de la température de transition est associé au dépiégeage de l’ODC par un champ électrique supérieur au champ seuil Er. A l’aide de la technique du courant pulsé, nous avons montré que, le dépiégeage de l’ODC ne se produit pas de manière instantanée à E=Et, mais nécessaire un temps fini. Nous avons mis en évidence pour la première fois l’existence du phénomène de glissement de phase dans les monocristaux de bronze bleu de molybdène où la nucléation des défauts structuraux dans le réseau ODC au voisinage des contacts de courant et leur mouvement, permettent la conversion des électrons condensés dans l’ODC en porteurs normaux. L’effet de ces défauts se manifeste non seulement sur la forme des caractéristiques courant-tension mais aussi sur la forme du signal de réponse en tension de l’échantillon. Dans le modèle de Fukuyama-Lee-Rice, seules les fluctuations de la phase sont prises en considération et l’interaction entre l’ODC et les impuretés distribuées de manière aléatoire dans le système est d’une importance capitale. Ce modèle permet de reproduire un grand nombre de résultats obtenus expérimentalement dans les composés à ODC. Dans le cas du faible piégeage le champ seul varie quadratiquement en fonction de la concentration en impuretés dans le système. Au dessus du champ seuil le courant transporté par l’ODC varie suivant une loi en puissance en fonction du champ électrique conforme aux résultats expérimentaux. La vitesse moyenne calculée sur tous les sites d’impuretés fluctue dans le temps, ces fluctuations peuvent être considérées comme une éventuelle source de bruit large bande observé expérimentalement. Les fluctuations thermiques et l’interaction entre l’ODC et les porteurs normaux affectent beaucoup la configuration de la phase de l’ODC dans le système. L’ensemble des résultats est discuté dans un contexte où l’ODC est considérée comme un milieu déformable en interaction avec les impuretés distribuées de matière aléatoire dans le réseau sous jacent et où des défauts structuraux existent et d’autre peuvent être nucléés.