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1 SPSMS - UMR 9001 - Service de Physique Statistique, Magnétisme et Supraconductivité

Abstract : SmB6 is one typical example of the exciting physics which can result from a quantum equilibrium between two valence configurations. The first configuration of Samarium Sm2+ corresponds to an insulating and non magnetic state whereas the second one Sm3+ would theoretically give a magnetic and metallic ground state. Specific heat measurements under pressure evidenced a new long range magnetic ordering for pressures higher than pc=10GPa. On another hand, transport measurements measured for the first time in good conditions of hydrostaticity found a reliable and reproducible critical pressure for the insulator to metal transition equal to pc. The phase diagram is now well known and the observation for the first time of a magnetic anomaly in the high pressure resistivity curves certifies that the onset of the magnetic phase really coincide with the closure of the gap. This change is discussed in a general frame taking into account the Kondo lattice temperature as a key parameter for the renormalization of the wavefunction from one integer configuration to the other whereas the valence itself is still intermediate. This general idea seems to be valid also for other systems studied in this dissertation like SmS or TmSe and could even be valid for more general cases.In the same time, resistivity measurements under uniaxial stress were undertaken. The result is a strong anisotropy effect observed on the pressure dependence of the residual resistivity in the compound SmB6. The comparison with the transport under hydrostatic conditions enables us to consider a new idea for the nature of the gap, considering only one anisotropic gap.

Résumé : Le composé SmB6 est un exemple typique de la physique étrange qui peut résulter d-un équilibre de valence. La première configuration du Samarium Sm2+ correspond à un état isolant non magnétique alors que la seconde Sm3+ donnerait théoriquement un état magnétique et conducteur. Des mesures de microcalorimétrie sous pression ont permis d-établir le diagramme de phase magnétique de SmB6 : une nouvelle phase magnétique ordonnée à longue distance a été mise en évidence pour des pressions supérieures à 10GPa. D-un autre coté, des mesures de transport réalisées sous pression hydrostatique permettent de situer la transition isolant-métal pour la même pression. Le diagramme de phase sous pression est désormais bien établi et l-observation pour la première fois d-une anomalie magnétique dans les courbes de résistivité au delà de 10GPa permet d-affirmer que la coïncidence des deux phénomènes a bien lieu. Ce changement de comportement du système est discuté dans un nouveau cadre théorique prenant en compte la température Kondo du réseau comme paramètre clef pour la renormalisation de la fonction d-onde vers l-une ou l-autre configuration de valence entière alors que la valence mesurée est toujours nettement intermédiaire. Cette idée générale semble par ailleurs s-appliquer à d-autres composés à valence intermédiaire étudiés SmS, TmSe. En parallèle, des mesures de résistivité sous contraintes uniaxiales ont été réalisées. Elles mettent en évidence un fort effet d-anisotropie dans le composé SmB6. La comparaison de ces expériences avec les résultats obtenus dans des conditions de pression très hydrostatiques permettent de revisiter le problème de la nature du gap de SmB6.

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Mots-clés : Valence intermédiaire Réseau Kondo SmB6 Transition de phase quantique Magnétisme Transition métal-isolant Haute pression Micro calorimétrie Transport Nuclear Forward Scattering

keyword : Intermediate valence Kondo lattice Quantum phase transition Magnetism Insulator to metal transition High pressure micro calorimetry Tranport





Autor: Julien Derr -

Fuente: https://hal.archives-ouvertes.fr/



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