Jeudi 9 avril à 13h30 en visioconférence
Julien Varignon
Laboratoire CRISMAT, CNRS UMR 6508, ENSICAEN, Normandie Université
Les ordres de charges et d’orbitales comme moteur de la supraconductivité dans les oxydes complexes
Résumé : La supraconductivité, caractérisée par une résistance électrique nulle et l’expulsion du champ magnétique, reste limitée par des températures critiques Tc relativement modestes, atteignant au mieux 135 K dans les cuprates à pression ambiante. Dans les oxydes complexes, comprendre les mécanismes permettant d’augmenter Tc constitue un enjeu majeur, en particulier du point de vue de la chimie électronique et structurale.
Les oxydes dérivés des phases de type Ruddlesden-Popper An+1BnO3n+1 jouent un rôle central dans cette problématique. Dans ces systèmes, la supraconductivité apparaît fréquemment à proximité d’une transition entre une phase isolante et une phase métallique. Cette transition est souvent associée à la disparition d’ordres électroniques tels que les ordres de charges (dismutation cationique) ou d’orbitales, fréquemment liés à des instabilités structurales de type Jahn-Teller.
Dans ce séminaire, je montre, à partir de simulations de premiers principes basées sur la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT), que la supraconductivité émerge systématiquement à proximité de ces phases ordonnées. Même si ces ordres disparaissent dans la phase métallique, leurs fluctuations persistent et génèrent un couplage électron-phonon suffisant pour initier la supraconductivité.
Ces résultats suggèrent ainsi que les phases isolantes ordonnées et supraconductrices partagent une origine commune1,2. Enfin, je mets en évidence que les distorsions structurales des réseaux d’octaèdres O₆, comme les rotations, permettent de moduler ce couplage électron-phonon. Ceci ouvre la voie à une stratégie d’ingénierie structurale des oxydes pour optimiser Tc.
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1. J. Varignon, M. Bibes, and A. Zunger, Nat. Comm. 10, 1658 (2019)
2. A. A. Carrasco-Alvarez, S. Petit, W. Prellier, M. Bibes, and J. Varignon, Nat. Comm. 16, 1458 (2025)
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