Influence of the electronic structure on the transport properties of some iron pnictides

Une caractéristique importante des pnictures à base de fer est leur structure électronique « multi-bandes » présentant à la fois des bandes d'électrons et de trous au niveau de Fermi. La taille de ces poches peut être changée par différents types de substitution, ce qui entraine une grande diversité de propriétés magnétiques et électroniques originales. On s'attend également à ce que la contribution des deux types de porteurs ait une importance considérable sur les propriétés de transport en fonction de la température et du dopage. Il a été également souligné que l'interaction de Hund joue un rôle prépondérant dans la physique de ces composés en permettant une forte différenciation entre les orbitales 3d du Fe. En conséquence, une description en termes d'électrons plus ou moins corrélés a été proposée, ce qui pourrait avoir d'importantes conséquences sur les temps de diffusion des différents porteurs de charge. Enfin la présence de bandes très plates au niveau de Fermi est susceptible d'induire un comportement de type « semiconducteur », avec un changement de la concentration des porteurs de charge avec la température. Dans ce papier, nous allons passer en revue l'évolution des propriétés de transport avec la substitution ou le dopage chimique dans les pnictures de fer. Nous allons plus particulièrement nous intéresser à la famille des composés 122 (Ba(Sr,Ca)Fe2As2) et du composé 111 LiFeAs pour lesquels des monocristaux de taille adaptée à la mesure des propriétés de transport sont disponibles. Les données combinées de résistivité, effet Hall et magnétorésistance seront analysées en association avec les calculs de structure électronique, les mesures de photoémission résolues en angle et oscillations quantiques. En dépit de la forte interaction entre antiferromagnétisme et supraconductivité dans la plus grande partie de leurs diagrammes de phase, la signature des fluctuations de spin n'apparait pas directement dans les propriétés de transport des pnictures de fer. Nous montrerons que la mesure de la magnétorésistance longitudinale fournit une sonde intéressante pour étudier le couplage entre les porteurs de charge et les degrés de liberté de spin.