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The defence will be in English.
Abstract: Une découverte majeure en matière condensée a été celle de la supraconductivité à haute température dans les cuprates (oxydes de cuivre), détenant le record de la température critique la plus élevée à pression ambiante. Ils présentent des plans CuO2, censées être responsables de leurs propriétés électroniques, impliquant de fortes corrélations électroniques. Le dopage donne lieu à un diagramme de phase très complexe, allant d’une phase isolante antiferromagnétique à un pseudo-gap, à la supraconductivité et à une phase métal étrange, ainsi que des ordres coexistant et/ou concurrent, tel que les ordres de charge et de spin. Cependant, une explication théorique du mécanisme d’appariement de Cooper dans ces matériaux est toujours un sujet de débat, dont les excitations magnétiques (paramagnon) sont des candidats prometteurs pour contribuer à cet appariement.
L’oxychlorure de cuivre dopé aux trous Ca2CuO2Cl2 est un excellent composé pour étudier toutes ces phases sur un terrain commun. Sa structure monocouche I4/mmm stable et simple, et son fort caractère 2D, le rendent très adapté aux calculs théoriques, permettant une comparaison directe avec les travaux expérimentaux.
Dans cette thèse, nous avons utilisé une combinaison de techniques de spectroscopie pour étudier les excitations magnétiques, les phonons, la structure électronique et l’onde de densité de charge (ODC) dans la phase pseudo-gap jusqu’au dopage optimal du Ca2-xNaxCuO2Cl2.
Dans la soutenance de thèse, je me concentre sur l’excitation magnétique mesurée par diffusion inélastique résonante des rayons X (RIXS) jusqu’au dopage optimal. Le paramagnon présente une dispersion similaire avec le dopage, le long de la direction (h,0), similaire à tous les cuprates, et un ramollissement le long de la direction (h,h), comme également mesuré dans d’autres cuprates. Le long de la direction (h,h), le bimagnon s’affaiblit dans la phase sous-dopée, tandis qu’un continuum de charge semble apparaître à un dopage plus élevé. La spectroscopie Raman confirme que le bimagnon s’affaiblit avec le dopage.
La largeur de bande du paramagnon a la même énergie que la caractéristique «Waterfall» dans les bandes électroniques, telle que mesurée par spectroscopie de photoémission résolue en angle (ARPES), suggérant un lien entre les deux phénomènes. Ceci est en effet soutenu par les calculs cluster-DMFT, qui suggèrent qu’une bande spin-polaron émerge à une telle échelle d’énergie.