Supraconductivité à haute Tc dans les cuprates fortement surdopés – SUPERSTRONG

Il est généralement admis que les cuprates supraconducteurs deviennent des métaux conventionnels de type liquide de Fermi (FL) pour un surdopage p > 0.27 trou/Cu. En réalité, cette région a été peu étudiée par le passé, de sorte que le scénario FL ci-dessus n'a pas été vérifié de manière systématique.

Récemment, nous avons découvert la supraconductivité à haute température dans le composé Cu0.75Mo0.25Sr2YCu2O7.54, où la synthèse à haute pression permet un fort surdopage de p=0.46 trou/Cu. Ce résultat inattendu, confirmé plus tard dans d'autres cuprates, remet en question la description phénoménologique actuelle des cuprates.

L’objectif du présent projet est d’établir si l'état normal des cuprates fortement surdopés est de type FL, ce qui invaliderait le paradigme d'un état non-FL précurseur de la supraconductivité. Afin de répondre à cette question fondamentale, nous mettrons en valeur l'expertise du groupe DEMARE dans les cuprates et la synthèse haute pression de matériaux pour effectuer une étude complète des propriétés thermodynamiques, électroniques et de transport des 3 systèmes surdopés (Cu,Mo)Sr2YCu2O7+x, YBa2Cu3O7+x et YSr2Cu3O7+x en fonction de x.

Pour certaines études, nous utiliserons les échantillons polycristallins déjà disponibles, tandis que les études de spectroscopie de photoémission résolue en angle et de conductivité optique requièrent des monocristaux de taille suffisante que nous ferons croître sous haute pression à l’aide d’une combinaison unique de techniques in situ : diffraction et tomographie des rayons X et mesures calorimétriques.

Les membres du groupe DEMARE possèdent des expertises complémentaires allant de la synthèse des matériaux sous haute pression à la mesure des propriétés physiques et à la théorie, nécessaires pour mettre en œuvre avec succès le plan de travail ci-dessus. Le financement demandé couvrira la mise en place d'un modèle spécial de presse pour les synthèses à haute pression, les coûts des consommables et une thèse.