Supraconductivité topologique dans les composés d'uranium – SCATE

Ce projet va lancer une nouvelle génération d’expériences, conçues pour identifier un paradigme de supraconducteur chiral, aujourd’hui absent. Cette supraconductivité chirale est au cœur de la plupart des applications envisagées pour les supraconducteurs topologiques. En dehors de la brisure de symétrie par renversement du temps, de nombreuses signatures de cet état chiral sont prédites pour les propriétés d’un tel supraconducteur. Les plus marquantes sont l’existences d’excitations à énergie nulle aux interfaces (modes de Majorana). Ces modes sont responsables de l’existence de vortex à demi quantum de flux, d’un effet Hall thermique quantifié et de courants de bord thermiques. Le transport thermique dans des échantillons massifs doit aussi présenter des anomalies, contrôlées par la chiralité des excitations de basse énergie. Le défi est de parvenir à réaliser des expériences combinant transport thermique, et mesures locales microscopiques des courants de chaleur de bord, et à visualiser les vortex à demi quantum de flux. Ce projet est porté par trois équipes françaises, qui réunissent leurs forces et leurs compétences très complémentaires. Elles vont fortement augmenter la sensibilité de leurs expériences à très basse température, qui seront réalisées sur une famille de supraconducteurs à base d’uranium. Ces systèmes sont des candidats de premier ordre pour la réalisation d’une supraconductivité chirale. Ils offrent par ailleurs l’opportunité rare de pouvoir tester la prédiction d’une dépendance des signatures de cet état chiral avec la symétrie du paramètre d’ordre supraconducteur. Nous allons aussi collaborer étroitement avec une équipe allemande (sans besoin de support ANR) pour la gravure par « Focused Ion Beam » de ces cristaux de composés d’uranium.