Non-conventional insulators : metal-insulator transition and topological protection

Ce manuscrit presente une etude experimentale de phase isolante non-conventionnelle, l'isolant d'Anderson, induit par le desordre, l'isolant de Mott, induit par les interactions de Coulomb, et les isolants topologiques.Dans une premiere partie du manuscrit, je decrirais le developpement d'une methode pour etudier la reponse de charge de nanoparticules par Microscopie a Force Electrostatique (EFM). Cette methode a ete appliquee a des nanoparticules de magnetite (Fe3O4), un materiau qui presente une transition metal-isolant, i.e. la transition de Verwey, lors de son refroidissement en dessous d'une temperature TV~120 K.Dans une seconde partie, ce manuscrit presente une etude detaillee de l'evolution de la densite d'etats au travers de la transition metal-isolant entre un isolant de type Anderson-Mott et une phase metallique dans le materiau SrTiO3, et ceci, en fonction de la concentration de dopants, les lacunes d'oxygenes. Nous avons trouve que dans un dispositif memoresistif de type Au-SrTiO3-Au, la concentration de dopants pouvait etre ajustee par migration des lacunes d'oxygenes a l'aide d'un champ. Dans cette jonction tunnel, l'evolution de la densites d'etats au travers de la transition metal-isolant peut etre etudiee de facon continue. Finalement, dans une troisieme partie, le manuscrit presente le developpement d'une methode pour la microfabrication d'anneaux de Aharonov-Bohm avec l'isolant topologique, Bi2Se3, deposee par epitaxie a jet moleculaire. Des resultats preliminaires sur les proprietes de transport quantique de ces dispositifs seront presentes.