Impuretés et systèmes corrélés. Des chaînes aux cuprates supraconducteurs

Impurities and correlated systems

Laboratoire de Physique des Solides, UMR 8502, Université Paris-XI, 91405 Orsay Cedex, France.

Résumé

La découverte des supraconducteurs à haute température critique a ouvert la voie à une nouvelle physique, celle des fermions fortement corrélés. Dans ces systèmes, le plus souvent des oxydes de métaux de transition, les fortes corrélations entre électrons affectent profondément leurs propriétés électroniques et induisent de nouveaux états originaux : liquides de spins, supraconductivité, etc. Pour mesurer ces corrélations et ainsi déterminer leur lien éventuel avec la supraconductivité, nous proposons d'étudier l'effet de défauts ponctuels tels que des impuretés non magnétiques. En effet, dans le cas plus simple de chaînes ou d'échelles de spin isolantes, ces impuretés induisent dans leur voisinage immédiat un magnétisme alterné révélateur des corrélations électroniques. Des effets semblables sont observés dans les supraconducteurs à haute température critique, grâce à des sondes locales comme la résonance magnétique nucléaire. Ces observations permettent de mieux comprendre à la fois l'état normal et supraconducteur de ces oxydes, tous deux riches en surprises.

Abstract

Discovery of high T_C superconductors has opened the new field of strongly correlated fermions physics. In these compounds, mostly transition metal oxides, strong correlations between electrons affect sharply their electronic properties. In order to determine accurately these correlations and their possible link with superconductivity, we study the effect of local defects such as non magnetic impurities. In fact, in the more simple case of insulating spin chains and ladders, these impurities induce a staggered magnetism in their neighborhood which reveals the underlying electronic correlations. Similar effects are observed in high T_C superconductors, using local probes such as nuclear magnetic resonance. These observations allow to get a better understanding of both normal and superconducting state of these oxides, both full of surprises.