Des supraconducteurs à haute température et respectueux de l'environnement
La plupart des supraconducteurs atomiques ont une structure relativement simple, mais on connaît aussi des supraconducteurs faits de molécules, arrangées de manière régulière. Les travaux du projet the LEMSUPER(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) (Light element molecular superconductivity: An interdisciplinary approach) ont conduit à la température de fonctionnement la plus élevée à ce jour pour des supraconducteurs moléculaires. Pour la première fois, les chercheurs ont éclairci les relations entre l'isolant parent, l'état métallique normal au-dessus de la température critique, et la formation de paires supraconductrices, dans une nouvelle famille de matériaux à base de fullerène. Ce fut la première étape vers la compréhension de supraconducteurs inhabituels, comme des cuprates à haute température. Les chercheurs du projet LEMSUPER, financé par l'UE, ont élucidé la structure de systèmes supraconducteurs à haute température, constitués d'éléments légers (bore, carbone et oxygène). Ces éléments sont économiques et abondants, ils ne sont pas toxiques et respectent l'environnement, ce qui est particulièrement attrayant par rapport aux éléments de la série des terres rares, plus ou moins dangereux. Les scientifiques ont associé des mesures, une approche théorique et la modélisation pour étudier dans ces systèmes les mécaniques physiques de la supraconductivité à des températures plus élevées. Ils ont aussi pu contrôler l'antagonisme entre les comportements conducteur et isolant, en utilisant de très hautes pressions et des champs électriques élevés, en sus des méthodes chimiques. Les chercheurs ont mis en place des bases de données d'informations électroniques et structurelles à partir des nombreux échantillons préparés. Ceci a permis d'établir les structures de cristaux de molécules qui favorisent l'apparition d'une supraconductivité. Les chercheurs ont aussi dévoilé une nouvelle catégorie de supraconducteurs, le diséléniure de molybdène et le séléniure de fer en couches. L'un des grands progrès dans la description théorique des supraconducteurs faits d'éléments légers a été l'idée que la supraconductivité pouvait coexister avec d'autres ordres électroniques. C'est par exemple le cas de l'agencement des charges avec de fortes interactions entre les électrons et les phonons. Ces résultats révolutionnaires ont conduit à plus de 100 publications, dont beaucoup dans des revues scientifiques à fort impact. La recherche fondamentale menée dans le cadre du projet LEMSUPER devrait ouvrir une nouvelle ère dans le domaine des supraconducteurs à haute température. À base d'éléments légers, ils respecteront l'environnement et pourraient avoir des applications pratiques ayant un impact mondial majeur.
Mots‑clés
Supraconducteur à haute température, fullerène, structure électronique des molécules
