Pseudogap et supraconductivité dans les cuprates : une cohabitation tumultueuse

Bien que la supraconductivité à haute température fut découverte il y a bientôt 30 ans, le mécanisme à l'origine de ce phénomène n'est toujours pas compris et de nombreuses questions fondamentales demeurent. Nous nous intéressons notamment au lien entre la supraconductivité et la phase pseudogap, dont l'origine reste inconnue. Nous exposons dans un premier temps nos récents progrès sur la synthèse de monocristaux de HgBa2Ca2Cu3O8 (Hg-1223) par croissance en auto-flux. Les cristaux obtenus sont submilimétriques, légèrement sous-dopés et présentent une surface idéale pour des mesures optiques. Nous les avons caractérisés par magnétométrie SQUID et diffraction des rayons X. De plus, nous avons réussi pour la première fois à fortement sous-doper ce composé via des traitements thermiques adéquates. Notre étude par spectroscopie Raman d'un monocristal légèrement sous-dopé du composé Hg-1223 a permis d'observer que le pic supraconducteur de paires brisées est suivi d'un creux à plus haute énergie. Cette structure qui disparaît à Tc révèle le caractère non conventionnelle du mécanisme d'appariement des électrons : le poids spectral du creux est transféré au pic supraconducteur de plus basse énergie. Cette conclusion repose également sur des calculs en CDMFT se basant sur le modèle de Hubbard. Cette méthode est capable de reproduire toutes les principales caractéristiques de la réponse Raman et explique l'association pic-creux en terme d'une relation non-triviale entre la supraconductivité et le pseudogap. Nous avons vérifié la présence de cette structure sur d'autres cuprates, révélant ainsi son universalité. Nous avons ensuite suivi cette structure avec le dopage sur Bi2Sr2CaCu2O8. Le pseudogap survit dans la région sur-dopé avant de disparaître au dessus de p=0.22, ce qui correspond à la disparition du pseudogap dans l'état normal coïncidant avec une transition de Lifshitz. Cela suggère que la fin du pseudogap dans le digramme T-p est une ligne verticale.