Tenseur de mobilité et magnétothermoélectricité anisotrope de bismuth

Résumé : La surface de Fermi du bismuth est composée d'une poche de trous parabolique et de trois vallées d'électrons de Dirac équivalentes à une rotation près. Leur masse effective est faible (m* ~ 10-3 me) et très anisotrope (m1 ~ 200 m2). Ces propriétés électroniques remarquables, combinées à une densité de porteurs très faible (n=3.10-17 cm-3) et une très grande mobilité (µ ~ 108 cm2/V/s), impliquent que la magnétorésistance du bismuth est très grande et très sensible à l'orientation du champ magnétique. Au cours de cette thèse, nous avons réalisé la cartographie en température et champ magnétique de la dépendance angulaire de la magnétorésistance transverse dans les trois plans de haute symétrie. Nous avons ensuite confronté nos données aux attentes du modèle semi classique. Cela a permis de vérifier la pertinence du modèle semi-classique d'une part et d'extraire les composantes du tenseur de mobilité d'autre part. Nous trouvons que toutes les composantes du tenseur de mobilité suivent une dépendance en température qui est proche de T-2, suggérant la prédominance de l'interaction électron-électron. Une transition de phase au cours de laquelle la dépendance angulaire de la magnétorésistance perd la symétrie rotationnelle du réseau cristallin a été mise en évidence. L'étude de la dépendance angulaire de l'effet magnéto-Seebeck a révélé des oscillations similaires à celles de la résistivité. Leur explication nécessite d'aller au-delà du modèle semi-classique. Finalement, l'anisotropie et l'évolution avec le champ magnétique du pouvoir thermoélectrique et de la figure de mérite du bismuth pur et d'un alliage d'antimoine sont étudiées.
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Thèse
Physique [physics]. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2014. Français. < NNT : 2014PA066630 >
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Aurelie Collaudin. Tenseur de mobilité et magnétothermoélectricité anisotrope de bismuth. Physique [physics]. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2014. Français. < NNT : 2014PA066630 >. <tel-01149105>

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