Mlle Michaela VALERIANOVA a soutenu récemment une thèse dirigée en co-tutelle par Karol FROHLICH, Directeur de l'Institute of Electrical Engineering, Académie des Sciences Slovaque, et par Philippe ODIER, Laboratoire de Christallographie du CNRS à Grenoble (à présent Institut NEEL). Inscrite à la fois en France à l'Université Joseph Fourrier de Grenoble et en Slovaquie à la Slovak Technical University (STU) de Bratislava, elle a débuté sa thèse en juillet 2003. Elle s'est terminée par la soutenance finale le 27 septembre 2007 à Bratislava, en anglais (rédigée en anglais), validée par une commission franco-slovaque.
Cette thèse a été l'occasion pour Mlle VALERIANOVA de quatre séjours en France de 3 mois et de plusieurs autres séjours de quelques semaines. L'ambassade de France en Slovaquie a financé deux des longs séjours dans le cadre des bourses pour les thèses en co-tutelle. Le reste a été pris en charge dans le cadre du projet Eco-Net dont faisaient partie ces travaux de recherche. Elle présente ici un résumé de ses travaux.
"Les supraconducteurs à base de mercure sont les matériaux ayant les températures critiques les plus élevées de tous les supraconducteurs connus. Mais leurs applications dans des dispositifs d'utilisation pratique est limitée en raison de leurs difficultés d'élaboration. L'optimisation des méthodes de préparation ouvrira d'importantes possibilités pour les applications cryoéléctroniques.
Dans le cadre de ma thèse j'ai essayé d'optimiser les paramètres de synthèse de couches minces à la base de cuprates de mercure (Hg-1212 ou Hg-1223). Le développement d'une méthode de mercuration sans contact a confirmé que la formation de couches se faisait par phase vapeur. Ceci permettra d'envisager une fabrication d'échantillons de plus grandes dimensions (quelques cm) que celles de ceux que nous fabriquons actuellement. L'utilisation du procédé lift-off de gravure des couches précurseur a permis d'éviter la contamination des couches de cuprates de mercure et donc la dégradation de leurs propriétés supraconductrices. On a ainsi pu réaliser des motifs supraconducteurs au micron intéressants. La mercuration sans contact a aussi permis une limitation de la pollution par les grains de la source de mercure. C'est une amélioration importante pour éviter la création de courts-circuits entre des lignes co-planaires utilisées pour tester la photo-réponse de ce type de supraconducteur. On a trouvé que l'épaisseur de la couche tampon avait une influence sur la formation de la phase supraconductrice. L'épaisseur de la couche de CeO2 modifie les contraintes et l'arrangement des défauts dans cette couche, or ces défauts jouent un rôle critique dans la diffusion de Ca-Cu-O nécessaire à la formation de Hg-1223. L'amélioration de la formation de Hg-1223 diminue le volume des impuretés en surface ce qui permettra d'envisager la fabrication de structures planaires sandwich pour des jonctions de Josephson.
Les structures co-planaires de la phase Hg-1212, sont compatibles pour leur utilisation dans des détecteurs ultra rapides. Ces structures comportent des micro-ponts et peuvent servir pour les études de la supra conductivité à l'échelle micronique ainsi qu'à la fabrication de jonctions Josephson à cette échelle. Dans un autre domaine, on a pu réaliser une structure modèle destinée à l'étude de limiteurs de courants supraconducteurs utilisant ce matériau. L'utilisation de saphir comme substrat permettra d'accéder aux domaines micro-ondes.
Toutes ces structures étaient supraconductrices avec des températures critiques élevées (jusqu'au 110 K pour les lignes co-planaires et les micro-ponts, et jusqu'au 120 K pour les structures modèles pour le limiteur de courant). Cette haute température critique assure la stabilité des propriétés supraconductrices à la température de l'azote liquide (77 K) à laquelle seront testés ces dispositifs."
Mlle VALERIANOVA compte à présent poursuivre un post-doctorat en Slovaquie au sein de l'Institut of Electrical Engineering.
