Etats critiques de supraconducteurs confinés : de phénomènes mésoscopiques à une compréhension microscopique – SUPERSTRIPES

Ce projet aborde des questions fondamentales de la physique de la matière condensée en lien avec l’étude des paramètres microscopiques agissant sur la cohérence de phase locale et globale des supraconducteurs désordonnées de basse dimension.

Dans les supraconducteurs ultrafins, le condensat quantique subit les effets du désordre et des corrélations électroniques qui toutes les deux tendent à détruire la supraconductivité et à amener le matériau dans un état isolant [C. Brun et al. Nature Phys. 10, 6, 444-450 (2014)]. Proche de cette transition supraconducteur-isolant (SIT), des inhomogénéités électroniques apparaissent, mettant en jeux plusieurs longueurs caractéristiques à l’échelle nanométrique [Y. Noat et al. Phys. Rev. B, 88, 1,014503 (2013)]. En optimisant le désordre bien caractérisé dans les films supraconducteurs ultrafins, le but de ce projet est de mettre en lumière la manière dont les inhomogénéités électroniques émergentes affectent la cohérence quantique du condensat supraconducteur. La signature la plus frappante de la cohérence de phase dans un supraconducteur étant sa capacité à porter un courant électrique sans dissipation, nous proposons d'utiliser ce supercourant comme moyen d'approcher de la phase isolante. Afin de sonder la cohérence directement à l’échelle locale, un super-courant sera injecté dans des nano-fils supraconducteurs, formés à partir d’un film fin supraconducteur désordonné préalablement lithographié, en sondant simultanément sa densité d’état locale (LDOS) par microscopie à effet tunnel et ses propriétés électroniques globales par des mesures de transport.