Magnétisme et supraconductivité d'UTe2 en conditions extrêmes

La découverte en 2018-2019 de supraconductivité non conventionnelle supposée triplet dans le composé paramagnétique UTe2 a intéressé la communauté des composés à fermions lourds du fait de la similarité suspectée d'UTe2 et des composés supraconducteurs ferromagnétiques à base d'uranium URhGe, UCoGe, UGe2. Un renforcement de la supraconductivité sous champ H || b et une ré-entrance de la supraconductivité proche d'une transition métamagnétique sous champ (H,b) = 25-45° ont ensuite été observés. Sous pression, une seconde phase supraconductrice est induite suivie d'un ordre magnétique à environ 1.5 GPa et d'une transition structurale au-delà de 3.5-8 GPa ont aussi été découvertes. Dans cette thèse, je présente des mesures de résistivité électrique d'UTe2 sous champs magnétiques intenses et hautes pressions, ainsi que des mesures de diffraction des neutrons sous pression dans le but d'apporter des nouveaux éléments concernant la relation entre magnétisme et supraconductivité. L'évolution des corrélations électroniques est extraite à travers une étude systématique du coefficient quadratique A en fonction de la direction du courant électrique, de la direction du champ magnétique et de la pression. Les mesures de diffraction des neutrons sous pression présentées ici révèlent la nature antiferromagnétique de l'ordre dont un lien avec les fluctuations magnétiques incommensurables semble apparaître. Dans le chapitre 4, des mesures de résistivité électrique avec un courant appliqué dans la direction cristallographique c et un champ orienté dans les directions H || a, b, c et (H,b) = 30° (H perpendiculaire à a) sont présentées. Une analyse de type liquide de Fermi est réalisée et permet de mettre en évidence une forte anisotropie du coefficient quadratique A dont l'augmentation est liée à la stabilisation de supraconductivité sous champ magnétique. Dans le chapitre 5, la dépendance en angle Theta = (H,b) (avec H perpendiculaire à a) de la température de transition supraconductrice Tsc révèle un renforcement de la supraconductivité à Theta = 36°. La dépendance en angle du coefficient A est extraite. Son lien avec les différents domaines de stabilisation des phases supraconductrices est approfondi et une comparaison entre des échantillons de qualités différentes est présentée. Dans le chapitre 6, des mesures de résistivité électrique obtenues sous champ magnétique orienté dans la direction (H,b) = 30° (et H perpendiculaire à a) combiné à une pression atteignant jusqu'à p = 6 GPa sont présentées. La phase tétragonale haute pression est étudiée révélant une nouvelle transition, possiblement métamagnétique, caractérisée par un large hystérésis. La possibilité d'un ordre magnétique à haute température Tx = 235 K dans la phase tétragonale est discutée et une description des déplacements atomiques à la transition structurale est faite. Finalement, dans le chapitre 7, des mesures de diffraction des neutrons sous pression p = 1.8 GPa permettent de révéler la nature antiferromagnétique de l'ordre induit sous pression. L'intensité des moments magnétiques est extraite et une discussion concernant la mise en ordre magnétique et son lien avec les fluctuations magnétiques est faite.