Supraconductivité, Onde de Densité de Charge et Phonons Mous dans le cas des dichalcogénures 2H-NbSe$_2$ et 2H-NbS$_2$, ainsi que du composé intermétallique Lu$_5$Ir$_4$Si$_10$

Cette these presente une etude experimentale de l'interaction entre la supraconductivite et une onde de densite de charge (ODC). Dans la theorie standard, la temperature critique d'un materiau supraconducteur est favorisee principalement par deux parametres : une grande densite d'etats au niveau de Fermi (nF), et un fort couplage electron-phonon. Cependant, un fort couplage electron-phonon favorise aussi l'apparition d'une ODC, ce qui reduit nF et rivalise ainsi avec la supraconductivite. Notre demarche a consiste a etudier deux composes ou supraconductivite et ODC coexistent, et dans lesquels on peut faire disparaitre l'ODC grâce a un parametre externe : pression ou substitution. Le premier compose, 2H-NbSe2, presente une ODC en dessous de 33K a pression ambiante. Celle-ci coexiste avec la supraconductivite en dessous de 7 K. L'application d'une pression superieure a 4.6GPa suffit a faire disparaitre l'ODC, sans que la temperature critique varie notablement. L'ODC disparait aussi en remplacant le selenium par du soufre : 2H-NbS2 est ainsi un supraconducteur sans ODC (Tc = 6 K), et peut donc servir de compose temoin pour une etude comparative. Dans le second compose, Lu5Ir4Si10, une ODC est presente en dessous de 77K a pression ambiante. Celle-ci disparait sous pression au-dessus de 2GPa, tandis que la temperature critique saute simultanement de 4 a 9 K. Pour etudier ces composes, j'ai utilise trois techniques experimentales : la mesure de la dispersion des phonons a basse temperature (300 − 2 K) et sous pression (0 − 16GPa) par diffusion inelastique des rayons X, la mesure de la dependance en temperature de la longueur de penetration magnetique grâce a un oscillateur a diode tunnel et la mesure des champs critiques via des microsondes Hall. Dans la premiere partie, je presente la dependance en temperature de la dispersion des phonons dans 2H-NbS2. Nous observons la presence d'un phonon mou dont l'energie reste toujours positive, meme extrapolee a temperature nulle. Ce compose est ainsi a la limite d'une instabilite ODC. De plus, nous montrons qu'il est relativement unique, car seuls les effets anharmoniques empechent l'amollissement complet des phonons. Je presente ensuite la dependance en temperature et en pression de la dispersion des phonons dans 2H-NbSe2. Ces experiences montrent qu'un mode de phonon mou persiste jusqu'a 16GPa, meme quand l'etat a temperature nulle n'est pas l'ODC. La dependance en temperature de ce phonon mou est alors similaire a celle de 2H-NbS2. Dans les deux composes, ces phonons mous semblent lies a la presence d'un couplage electron-phonon a la fois fort et anisotrope. Nous suggerons qu'il s'agit d'un element essentiel pour expliquer leurs proprietes supraconductrices. Dans la seconde partie, je mesure l'anisotropie et la dependance en temperature de la longueur de penetration magnetique dans l'etat supraconducteur de 2H-NbS2 et Lu5Ir4Si10. La dependance en temperature de la densite superfluide dans 2H-NbS2 confirme la presence d'un gap supraconducteur reduit dont l'amplitude est tres proche de celle mesuree dans 2H-NbSe2. Les phonons mous et le gap reduit etant presents dans 2H-NbS2 et 2H-NbSe2, nous prouvons experimentalement qu'il faut raisonner en termes de renforcement de la supraconductivite par les phonons mous plutot qu'en termes d'interaction avec l'etat fondamental (ODC ou metal). Nous proposons que ce renforcement soit lie a l'anisotropie du couplage electron-phonon. En revanche, cet effet n'est pas general aux composes ou supraconductivite et ODC coexistent. Les proprietes supraconductrices de Lu5Ir4Si10 sont en effet bien decrites par le modele BCS couplage faible. Ceci est peut etre lie aux caracteristiques de l'ODC : la presence d'une hysteresis montre que la transition ODC est du premier ordre. D'autre part, les mesures de diffraction X sous pression et a basse temperature revelent que cette ODC est multiple : en plus de la periodicite 1/7, nous observons une seconde periodicite de 1/20.