Note ABES Structural and orbital engineering in nickelate thin films : on the road of superconductivity Ingénierie structurale et orbitalaire dans les couches minces de nickelates : vers la supraconductivité Nickelates Supraconductivité Couches minces Absorption des rayons X Croissance Nickelates, Superconductivity Thin films X-ray absorption Growth 620.112 621.35 537.623 Métaux de transition Propriétés électroniques Couches minces Semiconducteurs -- Dopage Supraconductivité L’objectif de ma thèse est de synthétiser les couches minces infinies de nickelates Nd1-xSrxNiO2, afin d’étudier leurs propriétés supraconductrices. Pour cela, la synthèse des couches minces de 10nm a été optimisé tout au long de mon travail par un processus en deux étapes : la croissance de la phase pérovskite par ablation laser pulsée, puis une réduction de chimie douce dite topotactique, afin d’obtenir la phase de couches infinies. Une transition supraconductrice à 11K a été obtenu pour les couches dopée à hauteur de 20% en Sr, comme reporté dans la littérature. Ces couches minces à différents dopages ont notamment été mesurées par spectroscopie d’absorption des rayons X, permettant d’étudier la structure électronique des matériaux, à la résonance spécifique d’un élément. Une série de mesures de résonance inélastique des rayons X à l’ESRF de Grenoble a permis de mettre en avant la présence d’ordre de charge et d’excitation magnétique dans ces matériaux, en fonction de la présence d’une couche protectrice. En effet, les intensités de ces excitations de basse énergie sont en effet modulées par le dopage en Sr, comme cela a pu être observé dans les cuprates, mais aussi par la présence d’une couche protectrice de 3 mailles élémentaires, au-dessus de la couche infinie de nickelate. De plus, des heterostructures NdNiO3/PbZrTiO3 ont été synthétisées afin d’observer l’effet de champ ferroélectrique sur les températures de transition de phase du NNO, afin d’apporter un levier supplémentaire à la modulation de ces propriétés. The objective of my thesis is to synthesize infinite-layer nickelate Nd1-xSrxNiO2 thin films to study their superconductive properties.The optimization of the 10nm thin films have been the keystone of my work, through a two-step process : the growth of the perovskite phase with pulsed laser deposition, and the reduction in infinite-layer phase through the topotactic reaction. A superconductive transition has been obtained around 11K as observed in literature for 20% Sr-doped thin films. Different doping levels have been measured by soft X-ray absorption in order to study the electronic structure of the material at the resonance of specific elements. A series of resonant inelastic X-ray spectroscopies beamtimes at the ESRF put in evidence the presence of charge order and magnetic excitation as a function of the presence of a capping-layer. Indeed, the intensity of those low-energy excitations were modulated by the Sr doping-level as it could have been observed in cuprates, but also by the presence of a 3-unit cell capping-layer on top of the infinite-layer nickelate. Moreover, NdNiO3/PbZrTiO3 heterostructures have been synthesized to observe the ferroelectric-field effect on the phase transition temperature. Electronic Thesis or Dissertation Text en PDF 14473679 Université de Strasbourg Strasbourg 2023-12-31 https://theses.hal.science/tel-04129146 application/pdf 10272681 https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2022/KRIEGER_Guillaume_2022_ED182.pdf http://www.theses.fr/2022STRAE034/abes https://theses.hal.science/tel-04129146 https://theses.hal.science/tel-04129146 Krieger Guillaume 1994-07-13 FR 270490671 1505002134K 21202517 4200002 https://theses.fr/2022STRAE034 2022STRAE034 https://doi.org/10.70675/df81cc61z83a2z45a3z987bzf8a077a43652 2022-12-14 Physique Strasbourg 131056549 Doctorat Docteur es non oui Viart Nathalie MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 138996865 Preziosi Daniele MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_2 255849869 Colis Silviu-Mihail MADS_PRESIDENT_DU_JURY 059840420 Kreisel Jens MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 068858248 Gibert Marta MADS_RAPPORTEUR_1 270491384 Barthélémy Agnès MADS_RAPPORTEUR_2 081358261 École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 182 156500019 Institut de physique et chimie des matériaux (Strasbourg) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 151842973 93794 ddc:620 ddc:530 Viart Nathalie Preziosi Daniele Colis Silviu-Mihail Kreisel Jens Gibert Marta Barthélémy Agnès École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....) Institut de physique et chimie des matériaux (Strasbourg) PDF 14473679