Projet ANR-12-JS04-0003 – SUBRISSYME : Supraconductivité au voisinage d'une brisure de symétrie
Programme : JCJC - SIMI 4 - Physique des milieux condensés et dilués (JCJC SIMI 4) 2012
Année de financement : 2012
Coordinateur du projet : Madame Florence LEVY-BERTRAND (Institut Néel (CNRS))
Partenaires : Institut Neel
Montant : 289347.0 euros
Date de début : 2012
Durée : 36 mois
Résumé : Dans un grand nombre de composés à fortes corrélations, des fermions lourds aux pnictures en passant par les supraconducteurs à haute température critique, la supraconductivité semble liée à la proximité d’une instabilité électronique ou magnétique. Malgré la variété de systèmes, le diagramme de phase générique semble identique: un dôme de supraconductivité se développe à basse température autour d’une ligne de transition électronique ou magnétique. En outre, la supraconductivité semble toujours renforcée quand la température de la transition vers la symétrie brisée tend vers zéro. Beaucoup d’études suggèrent que la présence d’un point critique quantique caché, i.e. une transition vers une symétrie brisée ayant lieu à température nulle, pourrait expliquer la généralité du diagramme de phase et proposent un mécanisme à l’origine de la supraconductivité différent du conventionnel couplage électron-phonon.  Dans ce projet nous proposons d’étudier des systèmes présentant une instabilité d’ordre de charge où le magnétisme ne joue pas de rôle significatif. Par des approches expérimentales et théoriques combinées nous voulons identifier les ingrédients microscopiques à l’origine de la formation de l’onde de densité de charge et de la supraconductivité. Nous voulons aussi comprendre l’influence générale d’un point critique quantique sur les propriétés physiques de ces composés. Expérimentalement nous allons nous focaliser sur la famille des dichalcogénures, et en particulier sur 1T-TiSe2 dans un premier temps. Nous avons prévu d’identifier les excitations liées à l’onde de densité de charge et  à la supraconductivité par des techniques spectroscopiques (ARPES, IXS, spectroscopie de contact par point, et spectroscopie optique) et par leurs homologues théoriques (études analytiques et numériques d’Hamiltoniens modèles). L’ARPES et l’IXS seront réalisées en synchrotron. Une instrumentation cryogénique de spectroscopie de contact par point sera construite. Un point ambitieux de ce projet est le développement d’une instrumentation de spectroscopie optique utilisable jusqu’aux basses énergies (0,2meV), avec une très haute résolution (5µeV) et  à basse température (jusqu’à 2K). Dans le cadre de l’étude de la matière condensée une telle instrumentation sera unique en France et rejoindra le club restreint des trois autres instrumentations similaires dans le monde. Sur le plan théorique le concept de criticalité quantique sera utilisée afin de comprendre le diagramme de phases et les propriétés physiques des systèmes étudiés dans ce projet. Cet objectif sera poursuivi par des techniques analytiques et numériques appliquées à des Hamiltoniens modèles reflétant le comportement collectif des excitations à plusieurs corps à proximité d’une transition d’ordre de charge. Ce projet est porté par de jeunes physiciens ayant des savoir-faire complémentaires au niveau expérimental et théorique, adaptés à l’étude du problème de la criticalité quantique et de la supraconductivité à proximité d’une transition d’ordre de charge.