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Using a proper cooling procedure, a controllable amount of nonmagnetic structural disorder can be introduced at low temperature in (TMTSF)₂ClO₄. Here we performed simultaneous measurements of transport and magnetic properties of (TMTSF)₂ClO₄ in its normal and superconducting states, while finely covering three orders of magnitude of the cooling rate around the anion ordering temperature. Our result reveals, with increasing density of disorder, the existence of a crossover between homogeneous defect-controlled d-wave superconductivity and granular superconductivity. At slow cooling rates, with small amount of disorder, the evolution of superconducting properties is well described with the Abrikosov-Gorkov theory, providing further confirmation of non-s-wave pairing in this compound. In contrast, at fast cooling rates, zero resistance and diamagnetic shielding are achieved through a randomly distributed network of superconducting puddles embedded in a normal conducting background and interconnected by proximity effect coupling. The temperature dependence of the ac complex susceptibility reveals features typical for a network of granular superconductors. This makes (TMTSF)₂ClO₄ a model system for granular superconductivity where the grain size and their concentration are tunable within the same sample.

International audience; Using a proper cooling procedure, a controllable amount of nonmagnetic structural disorder can be introduced at low temperature in ( TMTSF ) 2 ClO 4 . Here we performed simultaneous measurements of transport and magnetic properties of ( TMTSF ) 2 ClO 4 in its normal and superconducting states, while finely covering three orders of magnitude of the cooling rate around the anion ordering temperature. Our result reveals, with increasing density of disorder, the existence of a crossover between homogeneous defect-controlled d -wave superconductivity and granular superconductivity. At slow cooling rates, with small amount of disorder, the evolution of superconducting properties is well described with the Abrikosov-Gorkov theory, providing further confirmation of non- s -wave pairing in this compound. In contrast, at fast cooling rates, zero resistance and diamagnetic shielding are achieved through a randomly distributed network of superconducting puddles embedded in a normal conducting background and interconnected by proximity effect coupling. The temperature dependence of the ac complex susceptibility reveals features typical for a network of granular superconductors. This makes ( TMTSF ) 2 ClO 4 a model system for granular superconductivity where the grain size and their concentration are tunable within the same sample.

International audience; Using a proper cooling procedure, a controllable amount of nonmagnetic structural disorder can be introduced at low temperature in (TMTSF) 2 ClO 4. Here we performed simultaneous measurements of transport and magnetic properties of (TMTSF) 2 ClO 4 in its normal and superconducting states, while finely covering three orders of magnitude of the cooling rate around the anion ordering temperature. Our result reveals, with increasing density of disorder, the existence of a crossover between homogeneous defect-controlled d-wave superconductivity and granular superconductivity. At slow cooling rates, with small amount of disorder, the evolution of superconducting properties is well described with the Abrikosov-Gorkov theory, providing further confirmation of non-s-wave pairing in this compound. In contrast, at fast cooling rates, zero resistance and diamagnetic shielding are achieved through a randomly distributed network of superconducting puddles embedded in a normal conducting background and interconnected by proximity effect coupling. The temperature dependence of the ac complex susceptibility reveals features typical for a network of granular superconductors. This makes (TMTSF) 2 ClO 4 a model system for granular superconductivity where the grain size and their concentration are tunable within the same sample.

L'étude des systèmes désordonnés est un problème ancien mais dont de nombreux aspects ne sont toujours pas élucidés. En effet, l'existence de désordre a le double effet de i. modifier et augmenter l'importance des interférences quantiques et de ii. renforcer les interactions coulombiennes. De plus, la prise en compte d'éventuelles fluctuations supraconductrices enrichit considérablement la problématique. Peuvent alors émerger des phénomènes - localisation, Transition Métal-Isolant, Transition Supraconducteur-Isolant, systèmes fortement corrélés... - qui sont au cœur de la recherche actuelle en matière condensée. En particulier, la dimension 2 est la dimension critique inférieure pour l'existence de la supraconductivité et d'un état métallique. Il est donc particulièrement intéressant d'étudier les systèmes désordonnés au voisinage de cette dimension. Le présent travail vise à étudier les états fondamentaux possibles à 2D et les Transitions de Phase Quantiques (TPQ) entre ces états. Nous menons une étude approfondie de ces transitions sur un système modèle, le NbxSi1-x en couches ultra-minces, à très basse température (5 mK), afin de mesurer les lois d'échelle qui régissent les transitions et de sonder en détail les mécanismes mis en jeu lors des TPQ ainsi que la nature microscopique (fermionique ou bosonique) des phases en présence. Nous avons, en particulier, mené une étude détaillée sur les effets et la nature du désordre dans ces systèmes.

L'étude des systèmes désordonnés est un problème ancien mais dont de nombreux aspects ne sont toujours pas élucidés. En effet, l'existence de désordre a le double effet de i. modifier et augmenter l'importance des interférences quantiques et de ii. renforcer les interactions coulombiennes. De plus, la prise en compte d'éventuelles fluctuations supraconductrices enrichit considérablement la problématique. Peuvent alors émerger des phénomènes - localisation, Transition Métal-Isolant, Transition Supraconducteur-Isolant, systèmes fortement corrélés... - qui sont au cœur de la recherche actuelle en matière condensée. En particulier, la dimension 2 est la dimension critique inférieure pour l'existence de la supraconductivité et d'un état métallique. Il est donc particulièrement intéressant d'étudier les systèmes désordonnés au voisinage de cette dimension. Le présent travail vise à étudier les états fondamentaux possibles à 2D et les Transitions de Phase Quantiques (TPQ) entre ces états. Nous menons une étude approfondie de ces transitions sur un système modèle, le NbxSi1-x en couches ultra-minces, à très basse température (5 mK), afin de mesurer les lois d'échelle qui régissent les transitions et de sonder en détail les mécanismes mis en jeu lors des TPQ ainsi que la nature microscopique (fermionique ou bosonique) des phases en présence. Nous avons, en particulier, mené une étude détaillée sur les effets et la nature du désordre dans ces systèmes.

Low temperature transport in disordered conducting materials imply quantum interference, Coulomb repulsion, and superconducting fluctuations. Since 2D is the lower critical dimension for the existence of metallic and superconducting states, we have studied two quantum phase transitions - the Superconductor-to-Insulator Transition (SIT) and the Metal-to-Insulator Transition (MIT) - when the thickness of a disordered system - here a-NbSi - is lowered. The underlying problem is the transition between the different states and the conditions for a 2D metal to exist. We have studied the field and disorder-induced SIT. The principal characteristics we have observed (renormalization, role of the field orientation) are well explained by M.P.A. Fisher's theory. However, we do not find the critical exponents values and a universal resistance at the transition as predicted by this theory. Concerning the MIT, we have decreased the thickness of a metallic system to reach the dimension 2 and an insulating state. In both transitions, the passage to the insulating state learly shows the existence of dissipative states at zero temperature that are not predicted by conventional theories. We propose an interpretation of all our results that implies the existence of a novel phase in 2D, a Bose Metal, between the superconducting and the metallic states. This new state has been predicted by recent theories. We trace the corresponding phase diagram for the model system NbSi with respect to concentration and film thickness., Le transport à très basse température dans des matériaux conducteurs désordonnés implique les phénomènes d'interférences quantiques, de répulsions coulombiennes, et le cas échéant de fluctuations supraconductrices. Deux (2D) étant la dimension critique inférieure pour l'existence des états métallique et supraconducteur, nous avons étudié deux transitions de phase quantiques - la Transition Supraconducteur-Isolant (TSI) et la Transition Métal-Isolant (TMI) - lorsque l'on diminue l'épaisseur d'un système désordonné, ici a-NbSi. La question sous-jacente est celle de l'articulation entre les différentes phases et les conditions d'apparition d'un éventuel état métallique à 2D. Nous avons étudié les TSI induites soit par un champ magnétique soit par le désordre. Les principales caractéristiques observées (renormalisation, rôle de l'orientation du champ) s'interprètent bien dans le cadre de la théorie de M.P.A. Fisher. Cependant nous ne trouvons pas une valeur universelle pour la résistance à la transition et les exposants critiques prévus par cette théorie. Concernant la TMI, nous avons diminué l'épaisseur d'un système métallique jusqu'à tendre vers 2D et l'état isolant. Dans ces deux transitions le passage vers l'isolant montre clairement l'existence d'états dissipatifs à température nulle non prévus par les théories conventionnelles. Nous proposons une interprétation de l'ensemble de nos résultats faisant intervenir une nouvelle phase à 2D entre les états supraconducteur et isolant - un métal de Bose - , prédite par des théories récentes. Nous traçons alors le diagramme de phase du système modèle NbSi en fonction de la concentration et de l'épaisseur des films.

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