​​Une des caractéristiques d’un matériau supraconducteur est sa capacité à conduire un courant électrique sans aucune résistance. Afin de maîtriser les conditions de la supraconductivité, il est fondamental de déterminer tous les détails de la structure électronique du matériau.

Dans cet objectif, une équipe de l’Irig [collaboration] s’est intéressée à une famille de matériaux récemment découverte : les supraconducteurs de kagomé, de formule ​AV₃Sb₅ (A = K, Rb ou Cs). Cette désignation provient de l'arrangement des atomes de vanadium semblable au tissé traditionnel du panier japonais kagomé (voir photo). Afin d’obtenir la supraconductivité du matériau étudié CsV₃Sb₅ il convient de le refroidir à très basse température. Cependant lorsque cette opération est réalisée à la pression atmosphérique, un autre état ordonné apparaît. Pour accéder à l’état d’origine de ce matériau, les chercheurs lui ont impos​é une pression hydrostatique de 3 GPa. A très basse température, en mesurant la résistivité du matériau en fonction d'un champ magnétique externe, ils sont alors parvenus à déterminer la structure électronique du CsV₃Sb₅ dans un état équivalent à son état d’origine mais à plus haute température.

Pour la première fois, la structure électronique en forme de large orbite du supraconducteur de kagomé CsV₃Sb₅ a pu être déterminée expérimentalement (figure)​. Cette forme caractéristique coïncide parfaitement avec les calculs théoriques confirmant qu’il s’agit de l’état fondamental d’origine de ce matériau sans aucune déformation. De plus, ces études aideront à appréhender d’autres instabilités présentes dans les différents états quantiques du matériau.

Financements

• Research Grants Council of Hong Kong
• The Chinese University of Hong Kong
• City University of Hong Kong
• ​Projet ANR FETTOM​