Abstract FR:

En dépit d’efforts intenses tant sur le plan expérimental que théorique, la compréhension des propriétés physiques particulières des composés à fermions lourds reste un des problèmes ouverts majeurs de la physique de la matière condensée et nécessite de nouvelles approches. Particulièrement intéressant est le régime critique dans ces composés, une vaste région du diagramme de phases présentant des propriétés métalliques anormales, non expliquées par la théorie standard de Landau pour les métaux normaux. Ce régime est attribué à la présence d’une transition de phase à température nulle entre différentes phases en compétition, mais n’est pas encore compris en détails théoriquement. En particulier, la nature des modes critiques responsables d’un tel régime n’est pas totalement identifiée. Dans ce travail de thèse, nous considérons une des approches théoriques récentes proposées pour rendre compte des propriétés du régime critique. Cette approche est basée sur l’idée que les modes critiques responsables de ce régime sont de nature non-magnétique et sont associés à la destruction de l’effet Kondo , entre des impuretés magnétiques localisées et des électrons de conduction itinérants, au point critique quantique. Nous dérivons une expression analytique pour l’énergie libre dans ce modèle en utilisant la fonctionnelle de Luttinger-Ward dans le cadre de la théorie d’Eliasheberg. Les expressions obtenues incluent de manière transparente l’effet des fluctuations critiques, intégrées de façon auto-cohérante. Le comportement de différentes quantités thermodynamiques est ensuite déduit à partir de ces expressions là. Le résultat obtenu est confronté à des expériences récentes sur des composés à fermions lourds ainsi que sur un système bi-couches d’hélium 3 absorbées sur un substrat composé de graphite pour tester la validité d’un tel modèle. En particulier, nous mettons en exergue ses succès et ses faiblesses.