Note publique d'information : Le propos de cette thèse est l’étude de la dynamique du réseau de vortex dans un supraconducteur.
La technique expérimentale utilisée, la mesure de bruit, offre une analyse fine de
la nature des interactions du réseau de vortex en mouvement avec ses centres d’ancrage.
Un dispositif de mesures de bruits de faible puissance a spécialement été conçu pour
la réalisation des expériences. En premier lieu, le bruit du système est observé dans
des lames de Niobium dans différentes conditions : différentes tailles d’échantillon
ont été ajustées de manière contrôlée, et des défauts de surface ont été introduits
par irradiation ionique basse énergie, puis caractérisés par imagerie à force atomique.
Il apparaît que le bruit basse fréquence, de même que le courant critique sont principalement
dus à l’ancrage de surface. De plus, la portée des fluctuations se trouve être corrélée
à la distribution spatiale de la rugosité. Le régime bruyant en supraconductivité
de surface, sans vortex dans le volume, montre clairement que de pures fluctuations
de courant de surface conduisent au même bruit qu’en présence de vortex dans le volume.
Ce résultat est confirmé par des mesures complémentaires de fluctuations de tension
dans plusieurs directions, réalisée dans des échantillons massifs d’un alliage Pb-In.
La statistique du processus bruyant a été étudiée dans des micro-ponts sur couche
mince de Niobium: les résultats indiquent que l'état de la surface, ainsi que celui
des bords du système influent sur le régime bruyant du dépiégeage, au cours duquel
des effets non-gaussiens et non-stationnaires, typiques d’un vol de Lévy, apparaissent.
Note publique d'information : This work aims at investigating the vortex lattice dynamics in a superconductor by
means of noise measurements. This technique enable an accurate information on how
the moving vortex lattice interacts with its pinning centers. A low-noise experimental
set-up has be specially achieved for this purpose. First, the noise regime is studied
in bulk Niobium foils under different conditions: the sample sizes have been carefully
tuned, and on the other hand, surface have been roughened using low energy ion irradiation,
and monitored by atomic force microscopy. Low-frequency noise, as well as the critical
current, are found to be mainly due to a surface pinning mechanism. Furthermore, the
fluctuation range turns out to be correlated with the surface roughness spatial distribution.
In surface sheath superconductivity, with no vortex in the bulk, it is experimentally
shown that pure surface current fluctuations yields the same noise regime as in the
mixed state, with bulk vortices. This result is confirmed by complementary experiments
in Pb-In alloy bulk samples, where the voltage fluctuations have been collected in
different directions. The noise process statistics have been investigated in micro-bridges
made on a Niobium thick film: both surface roughness and edges state turn out to affect
the depinning noise regime, during which non-Gaussian and non-stationary effects appear,
similarly to Lévy flights.
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