Etude des propriétés magnétovolumiques et de transport de composés à fermions lourds

Abstract

Ce mémoire décrit une étude expérimentale des propriétés magnétovolumiques des systèmes (Ce, La)Ru₂Si₂ au voisinage de la ligne de transition M-NM, CeRu₂(Si, Ge)₂ dans toute la gamme de concentration de Ge, des monochalcogénures de thulium TmS, TmSe et TmTe et de la résistivité électrique et la magnétorésistance du composé Kondo CeNiSn. Les mesures de la dilatation thermique et de la magnétostriction ont permis de mieux cerner les limites entre les différentes régions magnétiques en fonction de la concentration x de Ge dans CeRu₂Si₂. Les alliages CeRu₂(Si₁₋xGex)₂ faiblement concentrés (x 0.04), comme dans le système (Ce, La)xRu₂Si₂ et le composé CeRu₂Si₂ lui-même, ne présentent pas d’ordre magnétique à longue portée et que leurs propriétés obéissent aux lois d’échelle. La série d’alliages CeRu₂(Si, Ge)₂ avec x > 0.04 comporte trois régions de concentration. La première (0.04 < x ≤ 0.3) se caractérise par le même ordre AF et un diagramme de phase dont la complexité rappelle celle des alliages contenant du lanthane. La seconde région (0.04 < x < 0.6) est également caractérisée par le même ordre AF que la première et un diagramme de phase simplifié. Dans la troisième zone (0.7 ≤ x ≤ 1), est caractérisé par l’existence de deux transitions AF et FM. L’étude des propriétés magnétiques des composés TmS. TmS et TmTe est entreprise par des mesures magnétovolumique. Elle consiste particulièrement à la mise en évidence d’une transition antiferromagnétique quadrupolaire dans TmTe. CeNiSn est considéré comme un composé Kondo qui présente un comportement semimétallique avec l’ouverture partielle d’un gap d’hybridation, de faible énergie (quelques Kelvins) dans la densité d’état au niveau de Fermi. Les propriétés de transport montrent que ce composé est très sensible aux effets d’impuretés et aux imperfections de réseau.