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This work opens the way to a new uncooled microbolometers based on the variation of the electrical resistance with temperature around 300 K in La0.7Sr0.3MnO3 thin films on buffered silicon substrates. Thermal conductance has been reduced thanks to silicon micromachining techniques. We verified that the electrical properties (electrical resistivity and low frequency noise) of La0.7Sr0.3MnO3 are not degraded on the suspended micro-bridges (width of 2 or 4 µm and length of 50 to 200 µm). The measured thermal conductance is well described by a simple analytical model. The thermal insulation of the detectors is reduced by 5 orders of magnitude, thus increasing the microbolometers sensitivity. The estimated specific detectivity in the bandwidth is equal to 1.1 × 1010 cm.Hz-1/2.W-1 at 1.5 µm and 300 K, which is very close to the theoretical limit for uncooled thermal detectors (1.8 × 1010 cm.Hz-1/2.W-1). Our phonon noise-limited radiation detectors exhibit a low effective time constant (, Ce travail propose une nouvelle voie de conception de micro-bolomètres non-refroidis, qui exploite la variation de résistance électrique avec la température au voisinage de 300 K de couches minces La0,7Sr0,3MnO3 déposées sur substrat de silicium. Un procédé de fabrication utilisant le micro-usinage du silicium a été optimisé afin de réduire la conductance thermique liant la couche mince au substrat. Nous avons vérifié que les propriétés électriques (résistivité électrique et bruit à basse fréquence) du La0,7Sr0,3MnO3 ne sont pas dégradées sur des ponts suspendus de largeur 2 ou 4 µm et de longueur 50 à 200 µm. La conductance thermique mesurée est bien décrite par un modèle analytique simple. L'isolation thermique du détecteur est réduite de 5 ordres de grandeur, augmentant d'autant la sensibilité des bolomètres. La détectivité spécifique dans la bande passante estimée à partir des mesures est égale à 1,1×1010 cm.Hz-1/2.W-1 à 1,5 µm et à 300 K, ce qui très proche de la limite théorique pour des détecteurs thermiques à 300 K (1,8×1010 cm.Hz-1/2.W-1). Nos détecteurs de rayonnement, dont les performances sont limités par le bruit de phonons, présentent des constantes de temps de réponse faible (

This work is devoted to the development of microwave heating process with the view of elaborating ceramics with particular electric properties. The aim is to valorize this heating process through the synthesis of functional ceramics. The manuscript presents interesting results which can be separated in two parts:- Firstly, we studied the microwaves heating of refractory oxides in a resonant rectangular cavity TE102. Initially the synthesis by direct microwave heating of La0.8Sr0.2MnO3 (LSMO) was selected but the obtained results were not satisfying and the direct heating was modified by an indirect one. This new process allowed the successful synthesis and sintering of long LSMO bars in both static and continuous mode without deteriorating the high colossal magneto-resistance properties of this material. This process was also employed with success for the insulator BaZrO3 sintering.- Secondly, we studied the texturation of YBa2Cu3OΔ prepared by the microwaves floating zone process. The objective was to improve the superconducting properties by controlling the crystallographic orientation. For that, two processes were developed. The first method consisted to substitute partially the calcium in the yttrium site, which allowed an effective optimization of the orientation and opened new perspectives for improving the processing and properties of superconducting materials. The second method combines the floating zone with the top seeding method. Samples obtained by this method showed satisfactory superconducting properties. The texture was analysed and studied by EBSD, XRD, and neutron diffraction., Ce travail a été consacré au développement du procédé de chauffage micro-ondes en vue de l'élaboration de céramiques à propriétés électriques particulières. L'objectif, est de valoriser ce procédé de chauffage à travers l'élaboration de céramiques fonctionnelles. Le manuscrit présente des travaux pouvant être découpe en deux parties :- Une première partie aborde l'élaboration par chauffage micro-ondes d'oxydes réfractaires dans une cavité résonante rectangulaire TE102. La synthèse par chauffage micro-ondes direct de la phase La0.8Sr0.2MnO3 (LSMO) envisagée initialement n'est pas satisfaisante, un chauffage indirect est alors mis en place. Ce nouveau procédé a permis de synthétiser et de fritter avec succès en mode statique et en continu de longs barreaux de LSMO sans altérer les propriétés remarquables du matériau à magnétorésistance colossale. L'utilisation de ce procédé pour fritter également un matériau isolant BaZrO3 a conduit à une réussite. - Une seconde partie est consacrée à la texturation de YBa2Cu3OΔ par procédé micro-ondes de fusion de zone. L'objectif est d'améliorer les propriétés supraconductrices en contrôlant l'orientation cristallographique. Ainsi deux procédés ont été développés. Le premier qui consiste à substituer partiellement l'Yttrium par du Calcium a permis une réelle optimisation de l'orientation et ouvre de nouvelles perspectives. Le second combine la fusion de zone avec la croissance assistée par germe. Les échantillons élaborés par cette méthode possèdent des propriétés supraconductrices satisfaisantes. Ils ont été caractérisés par des méthodes d'analyses de texture comme : l'EBSD, DRX, neutron.

This manuscript presents the study by small angles neutron scattering of the magnetic inhomogeneities from nanometric to mesoscopic scales at low temperature in CMR manganite compounds of the series Pr1-xCaxMnO3, x close to 1/3, and its evolution under applied magnetic field.These systems show a large scale phase separation between a ferromagnetic insulating (FI) phase and an antiferromagnetic insulating (AFI) one, corresponding to two different crystalline structures. They are transformed into a third crystalline phase, ferromagnetic metallic (FM), under an external magnetic field. We have tried to understand the mechanism of this transformation.We have shown the existence of magnetic nanometric inhomogeneities in both FI and AFI phases. Our study under field reveals the apparition of a strong SANS signal due to a nucleation of mesoscopic clusters (several hundreds of nanometers) of FM phase and a consequent removing of the SANS intensity of the nanometric objects. Consequently we can assert that the CMR effect is not due to a nucleation and growth of nanometric conducting clusters, but mesoscopic ones., Ce manuscrit présente l?étude par diffusion de neutrons aux petits angles des inhomogénéités magnétiques de l?échelle nanométrique à l?échelle mésoscopique à basse température dans les composés manganites à effet CMR de la série Pr1-xCaxMnO3, x proche de 1/3, et son évolution sous champ magnétique appliqué. Ces systèmes montrent une séparation de phase à grande échelle entre une phase ferromagnétique isolante (FI) et une phase antiferromagnétique isolante (AFI) correspondant à deux phases cristallines distinctes. Ils se transforment en une troisième phase cristalline, ferromagnétique métallique (FM), sous l?effet du champ magnétique. Nous avons tenté de comprendre par quel mécanisme. Nous avons mis en évidence l?existence d?inhomogénéités magnétiques nanométriques dans chacune des phases FI et AFI. Notre étude sous champ révèle l?apparition d?un fort signal de diffusion dû à une nucléation de clusters de phase FM mésoscopiques (quelques centaines de nanomètres) lors de la transition I-M induite par le champ, faisant ainsi disparaître la diffusion par les objets nanométriques. L?effet CMR n?est donc pas dû à une nucléation à l?échelle nanométrique mais mésoscopique.

This work is a contribution to the study of low energy excitations in manganites Pr(1-x)Ca(x)MnO3 (0 ≤ x ≤ 1) by reflectivity measurements between 0.01 and 2.2 eV in function of temperature from 4 to 300 K. The properties of these strongly correlated electron systems are governed by competitive interactions which induce a rich and complex phase diagram.We explain quantitatively the shape and the evolution of the optical conductivity spectra deduced from the reflectivity, by a minimal model constituted by a polaronic excitation and an interband one which are both related to the Jahn – Teller effect. In the FI and AFI-A phases, we link the evolution of the JT excitation spectral weight by a double exchange model. In the charge ordered compounds, we notice under TCO an increase of the optical transitions energies that we explain by a progressive strengthening of the electron – phonon coupling.; Ce travail est une contribution à l'étude des excitations de basse énergie des manganites Pr(1-x)Ca(x)MnO(3) (0 ≤ x ≤ 1) par la mesure de la réflectivité entre 0.01 et 2.2 eV en fonction de la température de 4 à 300 K. Les propriétés de ces systèmes d'électrons fortement corrélés sont gouvernées par des interactions en compétition qui induisent un diagramme de phase riche et complexe.Nous interprétons quantitativement la forme et l'évolution des spectres de conductivité optique tirés de la réflectivité, en fonction de (x,T) en utilisant un modèle minimal constitué de deux excitations polaroniques et interbandes dues à l'effet Jahn - Teller. Dans les phases FI et AFI-A, nous relions l'évolution en température du poids spectral de l'excitation JT à l'aimantation par un modèle de double échange. Dans les composés à ordre de charge, nous observons dessous de TCO une augmentation des énergies des transitions optiques que nous attribuons à un renforcement progressif du couplage électron – phonon.

The large temperature coefficient of resistance in manganite thin films around room temperature makes this material very promising for uncooled microbolometer applications. The measurement of the low frequency noise is needed before practical applications. My thesis was particularly devoted to the study of the temperature coefficient of resistance and the 1/f noise in La0,7Sr0,3MnO3 (LSMO) thin films. LSMO thin films on two different substrates (SrTiO3 et (LaAlO3)0,3(Sr2AlTaO6)0,7) have been grown by pulsed laser deposition. The samples with different geometries were prepared by photolithography and ion etching. The samples connected by four probes were measured using a low noise amplifier showing a Johnson noise level 1,3 nV∙Hz-1/2 and cut-off frequency at 10 Hz. Study by X-Ray diffraction, and the measurements of magnetization, of magnetoresistance and of R(T) which indicate the general quality of the films have been carried out. We mainly attempted to verify the semi-empiric Hooge relation (as a function of the frequency, of the bias current and of the different geometries). The noise measurements in the temperature range from 300 to 400 K have revealed a noise behavior at phase transition without any excess noise. Hooge parameters of about 1 – 3 have been measured, which is among the best reported values in literature. We have finally made an estimation from the results of noise measurements and R(T) measurements.; Les films minces de manganites ont un fort de coefficient de température à température ambiante et sont donc potentiellement intéressants pour la réalisation de microbolomètres non refroidis. Cependant, l'étude approfondie du bruit à basse fréquence dans ces matériaux est nécessaire avant d'envisager de réelles applications. Ce travail de thèse a été consacré à l'étude du coefficient de température et du bruit en 1/f dans des couches minces de La0,7Sr0,3MnO3 (LSMO). Les couches de LSMO étudiées ont été déposées sur deux substrats différents (SrTiO3 et (LaAlO3)0,3(Sr2AlTaO6)0,7) par ablation laser pulsé. La mise en forme des motifs avec différentes géométries a été effectuée par photolithographie et gravure ionique. Les échantillons connectés en quatre points sont mesurés à l'aide d'un amplificateur ayant un très faible niveau de bruit blanc (1,3 nV.Hz-1/2) et une très basse fréquence de recouvrement (10 Hz). Les mesures de diffraction de rayons X, d'aimantation, de magnétorésistance et de R(T) ont permis de connaître les propriétés générales des films. Nous avons cherché à vérifier la relation de Hooge (en fonction de la fréquence, du courant de polarisation et de la géométrie des motifs). Les mesures de bruit dans la gamme de température de 300 à 400 K indique l'absence l'excès de bruit au passage de la transition de phase. Des valeurs de paramètre de Hooge de l'ordre de 1 à 3 ont été mesurées, ce qui place ces résultats parmi les meilleurs publiés. Nous avons enfin estimé les performances d'un microbolomètre à partir de mesure de R(T) et de bruit.

The large temperature coefficient of resistance in manganite thin films around room temperature makes this material very promising for uncooled microbolometer applications. The measurement of the low frequency noise is needed before practical applications. My thesis was particularly devoted to the study of the temperature coefficient of resistance and the 1/f noise in La0,7Sr0,3MnO3 (LSMO) thin films. LSMO thin films on two different substrates (SrTiO3 et (LaAlO3)0,3(Sr2AlTaO6)0,7) have been grown by pulsed laser deposition. The samples with different geometries were prepared by photolithography and ion etching. The samples connected by four probes were measured using a low noise amplifier showing a Johnson noise level 1,3 nV∙Hz-1/2 and cut-off frequency at 10 Hz. Study by X-Ray diffraction, and the measurements of magnetization, of magnetoresistance and of R(T) which indicate the general quality of the films have been carried out. We mainly attempted to verify the semi-empiric Hooge relation (as a function of the frequency, of the bias current and of the different geometries). The noise measurements in the temperature range from 300 to 400 K have revealed a noise behavior at phase transition without any excess noise. Hooge parameters of about 1 – 3 have been measured, which is among the best reported values in literature. We have finally made an estimation from the results of noise measurements and R(T) measurements., Les films minces de manganites ont un fort de coefficient de température à température ambiante et sont donc potentiellement intéressants pour la réalisation de microbolomètres non refroidis. Cependant, l'étude approfondie du bruit à basse fréquence dans ces matériaux est nécessaire avant d'envisager de réelles applications. Ce travail de thèse a été consacré à l'étude du coefficient de température et du bruit en 1/f dans des couches minces de La0,7Sr0,3MnO3 (LSMO). Les couches de LSMO étudiées ont été déposées sur deux substrats différents (SrTiO3 et (LaAlO3)0,3(Sr2AlTaO6)0,7) par ablation laser pulsé. La mise en forme des motifs avec différentes géométries a été effectuée par photolithographie et gravure ionique. Les échantillons connectés en quatre points sont mesurés à l'aide d'un amplificateur ayant un très faible niveau de bruit blanc (1,3 nV.Hz-1/2) et une très basse fréquence de recouvrement (10 Hz). Les mesures de diffraction de rayons X, d'aimantation, de magnétorésistance et de R(T) ont permis de connaître les propriétés générales des films. Nous avons cherché à vérifier la relation de Hooge (en fonction de la fréquence, du courant de polarisation et de la géométrie des motifs). Les mesures de bruit dans la gamme de température de 300 à 400 K indique l'absence l'excès de bruit au passage de la transition de phase. Des valeurs de paramètre de Hooge de l'ordre de 1 à 3 ont été mesurées, ce qui place ces résultats parmi les meilleurs publiés. Nous avons enfin estimé les performances d'un microbolomètre à partir de mesure de R(T) et de bruit.

We report the temperature dependence of the infrared-visible ab plane response of Pr2-xCexCuO4. In the normal state, when varying the doping from a non-superconducting film x=0.11 to a superconducting overdoped film x=0.17, we observe a partial gap opening up to optimal doping x=0.15. A spin density wave gap model reproduces qualitatively our data. The magnitude of this gap extrapolates to zero for x=0.17 indicating the existence of a quantum critical point at this Ce concentration and the coexistence of magnetism and superconductivity. Below Tc for x=0.15 and x=0.17, the modification of the optical spectra at energies less than 2Delta=4.7kBTc is interpreted as the opening of the superconducting gap. The measured optical response of La2/3Ca1/3MnO3 is analyzed with an effective medium approximation model. An extra absorption close to the insolating/metallic transition temperature is interpreted as the signature of percolation in the sample., Nous présentons la dépendance en température de la réponse infrarouge-visible des plans ab de Pr2-xCexCuO4. Dans l'état normal, en variant le dopage de couches minces de x=0.11 (non-supraconductrice) à x=0.17 (supraconductrice surdopée), on observe l'ouverture d'un gap partiel jusqu'au dopage optimal x=0.15. Un modèle d'onde de densité de spin reproduit qualitativement des données. En extrapolant l'amplitude de ce gap, celui-ci s'annule pour x=0.17 indiquant la présence d'un point critique quantique ainsi que la coexistence de magnétisme et de supraconductivité. En dessous de Tc, pour x=0.15 et x=0.17, la modification des spectres optiques à des énergies inférieures à 2Delta=4.7kBTc est interprétée comme la signature de l'ouverture du gap supraconducteur. La réponse optique de La2/3Ca1/3MnO3 mesurée est analysée par un modèle de milieu effectif. L'absorption supplémentaire proche de la transition isolant/métal est interprétée comme la signature d'une percolation dans le système.

We report the temperature dependence of the infrared-visible ab plane response of Pr2-xCexCuO4. In the normal state, when varying the doping from a non-superconducting film x=0.11 to a superconducting overdoped film x=0.17, we observe a partial gap opening up to optimal doping x=0.15. A spin density wave gap model reproduces qualitatively our data. The magnitude of this gap extrapolates to zero for x=0.17 indicating the existence of a quantum critical point at this Ce concentration and the coexistence of magnetism and superconductivity. Below Tc for x=0.15 and x=0.17, the modification of the optical spectra at energies less than 2Delta=4.7kBTc is interpreted as the opening of the superconducting gap. The measured optical response of La2/3Ca1/3MnO3 is analyzed with an effective medium approximation model. An extra absorption close to the insolating/metallic transition temperature is interpreted as the signature of percolation in the sample.; Nous présentons la dépendance en température de la réponse infrarouge-visible des plans ab de Pr2-xCexCuO4. Dans l'état normal, en variant le dopage de couches minces de x=0.11 (non-supraconductrice) à x=0.17 (supraconductrice surdopée), on observe l'ouverture d'un gap partiel jusqu'au dopage optimal x=0.15. Un modèle d'onde de densité de spin reproduit qualitativement des données. En extrapolant l'amplitude de ce gap, celui-ci s'annule pour x=0.17 indiquant la présence d'un point critique quantique ainsi que la coexistence de magnétisme et de supraconductivité. En dessous de Tc, pour x=0.15 et x=0.17, la modification des spectres optiques à des énergies inférieures à 2Delta=4.7kBTc est interprétée comme la signature de l'ouverture du gap supraconducteur. La réponse optique de La2/3Ca1/3MnO3 mesurée est analysée par un modèle de milieu effectif. L'absorption supplémentaire proche de la transition isolant/métal est interprétée comme la signature d'une percolation dans le système.

Half-metals due to their high spin polarization play a key role in spintronics. We have chosen to study one of them, the manganite La0.7Sr0.3MnO3 (LSMO). Spin-dependent transport properties were studied using epitaxial LSMO layer. It was required to study also epitaxy and strain relaxation of these films. Induced modifications of magnetic properties of LSMO in these films is also addressed. Magnetotransport properties of heterojunctions formed in oxyde superlattices of LSMO/SrTiO3 (STO) and in hybrid trilayers of LSMO/STO/Co0.88Fe0.12 are studied. Both heterojunctions shows premature decrease of the magnetoresistives effects in temperature. This behavior is linked to premature decrease of magnetism at surfaces of LSMO. Therefore, profile of magnetism and oxygen stoichiometry through the thickness of LSMO films is investigated using polarized neutron reflectometry and X-ray reflectivity.; Les demi-métaux, du fait de leur forte polarisation en spin jouent un rôle clef dans l'électronique de spin. Nous avons choisi d'étudier l'un d'eux : le manganite La0.7Sr0.3MnO3 (LSMO). Nous avons étudié les propriétés de transport dépendant du spin dans des hétérostructures à base de couches épitaxiales de LSMO. Il était ainsi requis d'étudier aussi l'épitaxie, la relaxation des contraintes et les modification de l'anisotropie magnétique du LSMO sous contraintes. L'étude des propriétés de magnétotransport de jonctions formées à partir de superréseaux de LSMO/SrTiO3 (STO) et à partir de tricouches de LSMO/STO/Co0.88Fe0.12 a montré des dépendances thermiques rapides des effets magnétorésistifs en température. Ces effets étant liés au magnétisme de surface du LSMO, nous avons donc effectué des mesures de magnétisme et de stoechiométrie en oxygène spatialement résolues à l'échelle du nanomètre en utilisant la réflectométrie de neutrons polarisés et la réflectivité X.

Nanoparticles may be the next generation of diagnostic and therapeutic tools. If they are magnetic,they are dedicated to applications such as MRI contrast agent, thermotherapy and controlled drugrelease. La1-xSrxMnO3 nanoparticles were selected because their Curie temperature (TC) may be tunedwithin the range of therapeutic temperature. Size sorted and disaggregated particles weresynthesized by the Glycine-Nitrate Process. Chemical and structural characterizations allowed abetter understanding of conflicting results found in the literature about the particle size-dependenceof TC. The possibility to use these nanoparticles for hyperthermia and MRI applications has beenconfirmed. Finally, their ability to heat has been used to crosslink thermosensitive macromoleculesall around them according to the new concept of locally stimulated chemistry., Les nanoparticules seront sans doute les outils diagnostiques et thérapeutiques de demain. Si ellessont magnétiques, elles sont promises à des applications telles que le renforcement du contraste enIRM, la thermothérapie et la libération contrôlée de médicaments. Les nanomatériaux La1-xSrxMnO3ont été sélectionnés car leur température de Curie (TC) peut être ajustée dans la gamme detempérature thérapeutique. Des particules calibrées en taille et désagrégées ont été élaborées par leprocédé glycine-nitrate (GNP). Les caractérisations chimiques et structurales ont permis de mieuxcomprendre les résultats contradictoires de la littérature concernant la soi-disant dépendance de TCavec la taille des nanoparticules. L'adaptabilité de ces nanoparticules pour des applications enhyperthermie ou en IRM a été confirmée. Enfin, la capacité des nanoparticules à s'échauffer a étéutilisée pour réticuler autour d'elles une couronne de macromolécules thermosensibles selon leconcept nouveau de chimie localement stimulée.