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Agenda


Soutenance de thèse

 Contrôle de la supraconductivité spin-triplet par un champ magnétique dans UTe2 et UCoGe

Lundi 15 mail à 14:00, Salle de séminaires 445, Bâtiment 10.05 du CEA-Grenoble

Publié le 15 mai 2023
Adrien Rosuel
Laboratoire PHotonique ELectronique et Ingénierie QuantiqueS (PHELIQS), Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble
En 2018, la supraconductivité a été découverte dans le composé paramagnétique UTe2 entre 1,5 et 2 K. La possibilité d'une supraconductivité spin triplet, peut-être induite par des fluctuations ferromagnétiques, et d'une supraconductivité topologique, a déclenché de très nombreuses études. Néanmoins, la symétrie d'appariement et le mécanisme restent inconnus.
Une propriété frappante d’UTe2 à pression ambiante est sa résilience au champ magnétique. Pour une certaine gamme d’angles dans le cristal, la supraconductivité est détectée jusqu'à 60 T. De plus, pour un champ le long de l'axe b de difficile aimantation, la supraconductivité est renforcée au-dessus de 15 T jusqu'à une transition métamagnétique se produisant à Hm = 34,5 T.
Un résultat majeur de ce travail est la découverte d’une ligne de transition thermodynamique entre deux phases supraconductrices dans le diagramme de phase H-T le long de l’axe b. Ces mesures révèlent ainsi l'émergence d'une seconde phase supraconductrice au-dessus de 15 T lorsqu'un champ est appliqué le long de l'axe b. De plus, elles montrent que les deux phases sont de nature différente, ne correspondant pas à une simple changement de symétrie du paramètre d'ordre supraconducteur comme proposé dans des études théoriques antérieures. Elles confirment, comme suggéré par les études sous pression, qu’il y a deux mécanismes d’appariement en compétition dans UTe2. Un scénario probable serait une phase supraconductrice spin triplet à bas champ, possiblement médiée par des fluctuations ferromagnétiques, et une phase singulet de spin à haut champ, possiblement médiée par des fluctuations anti-ferromagnétiques à l’approche de la transition métamagnétique.
Des mesures de chaleur spécifique ont également été effectuées sur le supraconducteur ferromagnétique UCoGe. Il s'agit d'un d'un candidat sérieux à la supraconductivité spin triplet. Malgré sa découverte il y a seize ans (2007), peu de mesures thermodynamiques ont été effectuées. Nos mesures de chaleur spécifique ont permis d'établir un premier diagramme de phase thermodynamique complet. Une analyse plus détaillée des résultats a permis de mettre en évidence de façon « directe » la suppression du mécanisme d’appariement pour des champs magnétiques appliqués dans l’axe de facile aimantation et montre aussi une évolution très inhabituelle du paramètre d’ordre surpaconducteur à bas champ dans les directions de difficiles aimantation.