Les liens entre supraconductivité et nématicité révélés sous pression

Le lien entre la supraconductivité et les fluctuations critiques près d’une transition de phase distincte est une question majeure de la recherche actuelle en matériaux quantiques. Il a ainsi été montré que les vibrations atomiques de la théorie BCS (Bardeen, Cooper et Schrieffer) peuvent-être remplacées par des fluctuations critiques d’origine électronique. Ces fluctuations médient une attractive effective entre les électrons et donnent lieu à une supraconductivité dite non-conventionnelle. Initialement envisagé pour les fluctuations d’origine magnétiques, ce scénario a été récemment étendu au cas des fluctuations électroniques nématiques qui sont associées à un ordre électronique brisant la symétrie de rotation du réseau cristallin. Ces fluctuations nématiques pourraient jouer un rôle clé dans l’établissement de la supraconductivité à haute température critique observée dans plusieurs familles de matériaux comme les cuprates et les supraconducteurs au fer.

L’article “Collapse of Critical Nematic Fluctuations in FeSe Under Pressure” explore expérimentalement cette question sur le supraconducteur au Fer FeSe. Ce composé remarquable voit sa température de transition supraconductrice (Tc) passer de 8K à presque 40K sous l’effet de la pression hydrostatique. Les auteurs sont parvenus à suivre l’évolution des fluctuations nématiques jusqu’à une pression de 8 GPa via des expériences de diffusion Raman polarisée dans une cellule à enclumes diamants. De façon surprenante, ils ont observé une disparition rapide des fluctuations nématiques sous l’effet de la pression, démontrant qu’elles ne peuvent être associées à l’augmentation de la Tc. En revanche des anomalies observées dans le comportement des modes de vibrations en fonction de la pression indiquent que la surface de Fermi subit un changement abrupte sous l’effet de la pression. Ce changement de topologie de la surface de Fermi pourrait être le vrai responsable de l’augmentation de Tc.

Contact :
Yann Gallais (yann.gallais@univ-paris-diderot.fr)

Référence :
Collapse of Critical Nematic Fluctuations in FeSe under Pressure, Pierre Massat, Yundi Quan, Romain Grasset, Marie-Aude Méasson, Maximilien Cazayous, Alain Sacuto, Sandra Karlsson, Pierre Strobel, Pierre Toulemonde, Zhiping Y