Une absence remarquée

Découvrir les Mystères des Nickelates à Couches Infinies : La Quête de la Superconductivité Se Poursuit

Dans le monde en constante évolution de la science des matériaux, où les découvertes majeures ouvrent souvent la voie à de nouvelles formes d'exploration, une étude récemment publiée dans Nature Materials a mis en lumière un phénomène curieux dans le domaine des nickelates à couches infinies. Giacomo Ghiringhelli, expert renommé dans le domaine, nous guide dans un récit captivant, tissant ensemble l'image complexe de ces matériaux et leurs similitudes frappantes avec les célèbres superconducteurs à couches cuprates.

La découverte de la superconductivité dans les nickelates à couches infinies en 2019 a suscité un regain d'intérêt chez les scientifiques, qui disposent désormais de la possibilité de comparer directement ces matériaux à leurs homologues cuprates. Comme Ghiringhelli l'explique avec éloquence, les deux familles partagent un nombre impressionnant de propriétés physiques, allant de leur structure en couches et de l'antiferromagnétisme en échelle de Néel à spin-1/2 à la présence d'un dôme de superconductivité dans le diagramme de phase température/dopage et la résistivité de type métal étrange.

Cependant, un aspect clé qui est resté sujet à débat est la présence de l'ordre de charge, un phénomène qui a des implications profondes pour les propriétés électroniques et de transport des états normal et supraconducteur dans les cuprates. Des études antérieures avaient signalé la présence d'ordre de charge dans les nickelates à couches infinies non dopés, un contraste frappant avec les cuprates, où l'ordre de charge est toujours absent dans les composés parentaux.

Entrons dans l'étude de Kyle Shen et ses collaborateurs, qui ont abordé ce paradoxe de front. Grâce à un contrôle méticuleux de la qualité de l'échantillon et à l'utilisation de techniques avancées telles que l'épitaxie par faisceau moléculaire et un ajustement fin du processus de réduction, ils ont mis au jour une découverte remarquable : l'absence du pic caractéristique de superstructure associé à l'ordre de charge dans les échantillons NdNiO2 non dopés. Cette découverte ne résout pas seulement les incohérences précédentes, mais renforce également les similitudes entre nickelates et cuprates, consolidant ainsi le potentiel de ces matériaux comme une nouvelle plateforme pour l'exploration de la supraconductivité à haute température.

L'analyse perspicace de Ghiringhelli va au-delà de cette découverte, soulignant l'importance de l'ordre de charge dans la compréhension des propriétés électroniques et magnétiques complexes de ces matériaux. Il note avec perspicacité que, bien que les nickelates non dopés s'alignent désormais sur les cuprates à cet égard, la question de savoir si l'ordre de charge émerge dans la phase dopée, supraconductrice, reste ouverte et intrigante pour une enquête plus poussée.

Alors que la communauté scientifique continue à percer les mystères des nickelates à couches infinies, cette étude témoigne de la puissance de l'expérimentation méticuleuse et de la poursuite infatigable de la compréhension. Le récit engageant de Ghiringhelli nous invite à partager dans l'excitation de ce domaine en évolution, où chaque découverte éclaire la voie vers de nouvelles frontières en science des matériaux et la quête de températures critiques de supraconductivité toujours plus élevées.

Source : <https://www.nature.com/articles/s41563-024-01835-x>

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