Ordres électroniques sous-jacents du diagramme de phases des cuprates étudiés par spectroscopie Raman
Résumé
La supraconductivité est un état de la matière dans lequel les matériaux ne présentent plus de résistance électrique. Cette propriété est à la source de nombreux développements technologiques et pourrait révolutionner le transport et le stockage de l’énergie.Malheureusement, cet état ne se manifeste qu’à très basse température.Pour contourner cette limitation, une meilleure compréhension des mécanismes microscopiques à l’origine de la supraconductivité est nécessaire. Malheureusement, les théories élaborées dans les années 1950 ne s’appliquent pas à certains supraconducteurs, dits non-conventionnels.Parmi ces supraconducteurs non-conventionnels, les cuprates, découverts en 1986, font l’objet de cette thèse. Ils possèdent une température de transition supraconductrice relativement élevée, et présentent de nombreux ordres électroniques qui interagissent ou entrent en compétition avec la supraconductivité.Grâce à la spectroscopie Raman électronique, une technique de mesure optique permettant de sonder les excitations électroniques d’un matériau et de déterminer leur symétrie, nous étudions plusieurs ordres du diagramme de phases des cuprates.Dans Bi-2212, un cuprate à base de bismuth, nous étudions les fluctuations nématiques découvertes récemment dans l’état normal, et nous cherchons à savoir si un ordre nématique est à l’origine de la phase de pseudogap des cuprates. Nos résultats semblent indiquer que ce n’est pas le cas, mais que les fluctuations nématiques sont néanmoins renforcées à la fermeture de la phase pseudogap, qui coïncide avec une transition de Lifshitz dans Bi-2212.Dans les cuprates à base de mercure Hg-1201 et Hg-1223, nous mesurons pour la première fois l’évolution de l’énergie du gap supraconducteur sous pression hydrostatique. Nous mettons en évidence une chute inattendue de cette énergie aux anti-nœuds. Nos mesures nous éclairent sur les liens entre dopage et pression dans les cuprates, ainsi que sur le contrôle du dopage dans Hg-1223, et sur l’effet de la pression sur les modes de vibration mécanique dans les mercurates.
