Matière condensée, Électrons corrélés, Nématicité, Supraconductivité, Supraconducteurs à base de Fer, Couplage électron-réseau, Appariement supraconducteur

Les supraconducteurs non-conventionnels, plus spécifiquement les cuprates et les matériaux à base de Fer, sont des systèmes électroniques corrélés présentant, en plus de la phase supraconductrice, une phase électronique nématique qui brise la symétrie de rotation sous-jacente du cristal. Cette phase, d'origine électronique et purement quantique, présente un point quantique critique soupçonné de jouer un rôle dans la haute température critique supraconductrice (Tc) observée chez ces matériaux. Nous étudions d'abord la manière dont la proximité à un point quantique critique nématique peut affecter la température critique supraconductrice (Tc) d'un système électronique en interaction. En incluant le couplage de la variable électronique nématique collective aux degrés de liberté du réseau dans la symétrie adéquate, la criticalité nématique est réduite dans l'espace des phases à certaines directions de haute symétrie du cristal. Cette restriction drastique de la criticalité nous permet de procéder à une étude en couplage faible, y compris au voisinage du QCP. Nous montrerons que l'augmentation de la Tc par les fluctuations nématiques n'est permise qu'en cas de faible couplage électron-réseau ; si l'appariement est dominé par une interaction non-nématique loin du point quantique critique et que le couplage électron-phonon est important, il n'y a pas de dôme supraconducteur et la Tc n'est pas affectée par la présence d'un QCP nématique. Nous conclurons que ce dernier cas est pertinent pour décrire le diagramme de phase de la plupart des matériaux au Fer. Dans un deuxième temps, nous adopterons un point de vue symétrique en analysant l'influence de l'établissement de l'ordre supraconducteur sur l'ordre nématique préexistant. Chez de nombreux matériaux, des mesures de constantes élastiques semblent indiquer une influence négligeable de la supraconductivité sur la nématicité. Par un calcul microscopique, nous montrons que ce comportement générique des constantes élastiques est dû à ce que la susceptibilité de charge des matériaux n'est que marginalement affectée par l'ouverture du gap supraconducteur. Nous verrons en quoi le cas de BaFe2As2 remet en cause cette hypothèse, et explorerons des idées théoriques apportant une explication à cette exception de comportement, en particulier le rôle des fluctuations nématiques critiques. Enfin, nous apporterons quelques pistes de réflexion pour transposer le raisonnement à la phase nématique, en analysant la dépendance en température de la distorsion orthorhombique du réseau cristallin.