Propriétés électroniques et de transport du semi-métal corrélé quasi-2D BaNiS2

Ce travail de these a pour but de clarifier le mecanisme de la transition metal-isolant (MIT) pilotee par le dopage electronique x du systeme quasi-2D BaCo1-xNixS2.Une optimisation de la croissance de monocristaux pour des taux de substitution allant de x = 0 a 1 a ete necessaire. Cela a permis de synthetiser de maniere reproductible des monocristaux non lacunaires en soufre, de taille millimetrique et de haute qualite. L'analyse structurale de ces cristaux a permis d'etablir une relation precise entre les distances metal-soufres et le taux de substitution x.Le travail de these a ensuite ete focalise sur l'etude des proprietes electroniques et de transport de BaNiS2 la phase metallique precurseur de la MIT. Les etudes de la structure electronique par photoemission resolue en angle (ARPES) et par des mesures d'oscillations quantiques ont revelees une surface de Fermi composee d'une poche d'electrons 2D centree en Γ(Z) et d'une poche de trous positionnee a mi-distance suivant ΓM(ZA) quasi-2D avec une dispersion conique a kz =0. Une levee de degenerescence des bandes a Γ et a X revele la presence inattendue et importante d'un couplage spin-orbite et d'un couplage Rashba. Les mesures de magnetotransport ont pu etre expliquees par un modele qui implique que BaNiS2 est un semi-metal compense avec trois voies de conduction. Des trous p1 et electrons e1 largement majoritaires et presentant des mobilites moderees ainsi que des trous p2 minoritaires de tres haute mobilite.La coherence de l'ensemble des mesures donne une image precise de la surface de Fermi de BaNiS2 et de ses proprietes electroniques plus bidimensionnelle que celle prevu par le calculs de bandes conventionnelle.