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Comprendre la supraconductivité à haute température

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Dans les supraconducteurs dits "classiques", décrits par la théorie de Bardeen, Cooper et Schrieffer dite "BCS", la phase supraconductrice s’établit à partir d’un métal et la totalité des électrons autour de la surface de Fermi se condense dans l’état superfluide.

Dans les supraconducteurs dits "non classiques" tels que les oxydes supraconducteurs, la situation est plus subtile, l’état supraconducteur apparait lorsqu’un isolant est dopé en porteurs de charges et seule une fraction des électrons autour de la surface de Fermi sont engagés dans l’état superfluide.

Un tel changement dans la distribution électronique autour de la surface de Fermi en fonction du dopage est le CHAINON MANQUANT qui a longtemps perturbé notre compréhension des supraconducteurs "non classiques".

Ceci a des conséquences très importantes sur la détermination de la température critique de transition supraconductrice notée Tc. Tc n’est plus seulement contrôlée par l’Amplitude du gap supraconducteur (l’énergie de liaison des paires de Cooper) mais aussi par la fraction cohérente de la surface de Fermi disponible pour l’état superfluide.

Ceci conduit à une nouvelle relation distincte de celle de la théorie BCS et ouvre des perspectives pour accroitre la température critique dans les supraconducteurs dits "non classiques".

Figure:

Illustration représentant la fraction cohérente de la surface de Fermi active qui contribue a l’état superfluide. Cette image a été obtenu a partir des mesures d’ARPES au Broohaven National Laboratory.

Contact :

alain.sacuto@univ-paris-diderot.fr

Référence:

New insights into the cuprate pahse diagram of the copper oxide superconductors from electronic Raman scattering.
A .Sacuto, Y. Gallais, M. Cazayous1, M-A M´easson1, G. D. Gu and D. Colson, Report on Progress in Physics, 76, 022502 (2013).