23 septembre 2011
Le diagramme de phase de l'uranium est totalement compris

Topologie de la surface de Fermi (coupe) de l'uranium calculée à pression ambiante (en haut) et à 20 GPa (en bas). Les différentes couleurs correspondent aux différents feuillets de la surface.

Ce résultat fait la couverture de Phys. Rev Lett. 107 (13). L'article signé par S. Raymond et al., Understanding the Complex Phase Diagram of Uranium: The Role of Electron-Phonon Coupling, décrit les résultats d'une étude expérimentale couplée à des calculs théoriques qui expliquent le diagramme de phase de l'uranium, dont une caractéristique est la compétition entre supraconductivité et onde de densité de charge (CDW), modulée par la pression.

 

Malgré toute la singularité de l'uranium, ces résultats complets sur un élément simple (?!) ouvrent des pistes d'étude pour les systèmes à électrons fortement corrélés présentant une compétition entre états fondamentaux parfois surprenante.

 

La dispersion des phonons en fonction de la pression a été mesurée par diffusion inélastique des rayons X à l'ESRF (ligne ID28). L'accord parfait avec la théorie existante due à Johann Bouchet du CEA/DAM a permis d'étudier plus à fond le couplage électron-phonon qui s'avère être le paramètre clé de la stabilisation de la phase CDW en dessous de 1,5 GPa. A contrario de l'interprétation standard invoquant l'évolution de l'emboîtement de la surface de Fermi : il n'y en a quasiment pas de 0 à 20 GPa (Fig.) Pour compléter, l'évolution de la température critique supraconductrice en fonction de la pression a été modélisée en très bon accord avec l'expérience.

 

Ce travail résulte d'une collaboration entre le SPSMS, le CEA/DAM, l'ESRF, l'UPMC et le LANL (USA).

 

Maj : 10/10/2011 (752)

 

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