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Fait marquant

Cohérence supraconductrice et désordre


Nous avons montré [collaboration] qu'un pseudo-gap peut apparaître dans un supraconducteur conventionnel fortement désordonné et être observé jusqu’à des températures 14 fois supérieures à Tc.
Publié le 20 avril 2009
Une des énigmes des supraconducteurs à haute température critique Tc, réside dans les propriétés électroniques de leur phase normale et en particulier dans l’origine du « pseudo-gap », un affaiblissement de la densité d’états électroniques au niveau de Fermi qui se transforme en un gap supraconducteur en dessous de Tc.
Nous avons montré, en collaboration avec des chercheurs de Leuven, d’Argonne et de Novosibirsk, qu'un pseudo-gap peut apparaître aussi dans un supraconducteur conventionnel fortement désordonné et être observé jusqu’à des températures 14 fois supérieures à Tc. L’étude porte sur des couches de TiN de quelques nanomètres d’épaisseur et elle démontre que, dans ce cas, cette anomalie spectrale est liée aux fluctuations supraconductrices. Ces dernières sont particulièrement renforcées par le caractère bidimensionnel du film mince mais aussi par le désordre qui tend à localiser les électrons et à empêcher leur condensation dans un état supraconducteur quantiquement cohérent à une échelle macroscopique. C’est cette localisation des « paires de Cooper », entités électroniques résultant de l’appariement de deux électrons et responsables de la superfluidité du transport de charge, qui est à l’origine des fortes inhomogénéités spatiales du gap supraconducteur observées dans TiN, une autre caractéristique partagée avec les supraconducteurs à haut Tc.

Densité d’états mesurée par spectroscopie tunnel d’un film mince désordonné de TiN en fonction de la température.
Un fort pseudo-gap est observé au dessus de Tc.

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