Nouveaux aspects de la supraconductivité

La découverte en 1911 de la supraconductivité, alors détectée à – 269°C (4K, hélium liquide), avait ouvert de nouveaux et prometteurs champs de recherche. Dans les années 1980 ce phénomène de conduction électrique sans pertes fut mesuré à des températures plus faciles à atteindre (-183°C, azote liquide), puis récemment à -70°C.
Le mécanisme physique provient de la transition de Mott, changement brutal de conductivité électrique entre la phase isolante et la phase conductrice du matériau, augmentant la répulsion électrique entre les électrons qui deviennent localisés et diminuent fortement l’énergie totale du système.
S’ensuit alors une phase de réorganisation et de distribution non homogène des charges électriques, avec distorsion du réseau cristallin et polarisation électrique.
Pour explorer ces phases exotiques, des chercheurs de l’UNESP de Rio Claro et de l’Université Paris Sud de Saclay ont travaillé avec des empilements d’une molécule organique, un sel de Fabre, le tétraméthyltetrathiafulvalene, à des températures de 1,4K et sous des champs magnétiques de 12 Teslas, et ont mesuré sa constante diélectrique aux basses fréquences.
Ils ont réussi à identifier la composante ionique (charges non électroniques) de la conductivité et à montrer pour la première fois que celle-ci aussi diminue avec la température, montrant un contrôle par les anions de la transition ferroélectrique du matériau.
Ces résultats participent d’une meilleure compréhension des phénomènes complexes qui régissent la supraconductivité, dans la perspective du développement de matériaux supraconducteurs, à résistance électrique quasi nulle, à température ambiante.

Sources :
https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.97.045122
https://arxiv.org/pdf/1801.00626.pdf

Probing the ionic dielectric constant contribution in the ferroelectric phase of the Fabre salts (doi : https://doi.org/10.1103/PhysRevB.97.045122), de Mariano de Souza, Lucas Squillante, Cesar Sônego, Paulo Menegasso, Pascale Foury-Leylekian e Jean-Paul Pouget, Physical Review B.

Auteur : Samantha Isaia samantha.isaia[a]diplomatie.gouv.fr