Illuminer les modes collectifs supraconducteurs dans les dichalcogénures de métaux de transition 2D – SUPER2DTMD

Le contrôle optique des propriétés des matériaux est un champ de recherche émergent au potentiel prometteur. Au sein de ce champ exalter ou modifier la supraconductivité (SC) occupe une place à part depuis la découverte d'un état supraconducteur présumé dans plusieurs matériaux bien au-delà de leur température critique à l'équilibre. La dynamique hors équilibre des supraconducteurs est gouvernée par leurs modes collectifs, en particulier le mode d'amplitude qui est un analogue du mode de Higgs en physique des hautes énergies. Ces modes collectifs portent la marque de l'état fondamental SC et de son couplage avec des ordres électroniques entremêlés. Ils offrent également un moyen d'exciter et de contrôler l'état SC lui-même.

Le contrôle optique de la SC peut être obtenu via deux stratégies. La première est d'exciter les modes collectifs SC afin de modifier dynamiquement la potentiel d'appariement SC et ainsi d'explorer ainsi de nouvelles régions du paysage de l'énergie libre inaccessibles par des moyens statiques. Une seconde voie est d'habiller les modes collectifs par les photons du "vide" en exploitant le couplage lumière matière fort dans des cavités. Dans ce champ de recherche récent, ces deux stratégies restent largement inexplorées.

SUPER2DTMD propose d'explorer ces deux pistes et d'utiliser des dispositifs à base de dichalcogénures de métaux de transition 2D (TMD) pour démontrer le contrôle de la SC via le couplage des modes collectifs à la lumière. Les TMDs offrent un terrain fertile pour l'exploration de nouveaux états exotiques de la matière comme les ordres topologiques issues du couplage spin-orbite en 2D. En utilisant la complémentarité des spectroscopies THz et Raman SUPER2DTMD cherchera d'abord à mieux comprendre les modes collectifs SC des TMDs dans le but de révéler des états SC exotiques. Puis il explorera leur état SC dans les régimes encore inexplorés des états hors-équilibre périodiquement excités et du couplage lumière matière fort.