Après-midi théoriciens du 22-1-2008 Lunivers magique des états corrélés de basse dimension M. Gabay.

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1 Après-midi théoriciens du 22-1-2008 Lunivers magique des états corrélés de basse dimension M. Gabay

2 Observation de propriétés de transport et magnétiques remarquables dans de nombreux matériaux organiques ou inorganiques, à la base isolants. Transitions de phase métal-isolant; isolant-supraconducteur; paramagnétique- »liquide de spin » en variant la concentration ou/et lénergie cinétique électronique. Observation de diagrammes de phases dautant plus riches et complexes que dimension de la structure est réduite. Globalement, le matériau est tridimensionnel, ce qui stabilise un ordre à température finie, mais on parle de composé quasi- 1D ou 2D. Le caractère isolant résulte de linfluence des interactions coulombiennes. En modifiant localement leur effet (ex. effet de champ), on peut obtenir des transitions dans une région limitée du matériau. Motivations: Ouvre la voie à lélaboration de nouveau composants électroniques. Le désordre (structurel) est présent et interfère avec le transport et le magnétisme.

3 Modéliser a minima, mais de façon réaliste Techniques numériques (adaptées aux système corrélés) Méthodes analytiques (bosonisation,…, champs esclaves)

4 La recette: ©Réduire la dimension de lespace ©Incorpore r le blanc coulombien au jaune cinétique ©Mettre en température mais veiller à rester dans un état quantique ©Ajouter un zeste de désordre

5 Jai une réponse (expérimentale)! Qui a une question (théorique)? Composés quasi-1D organique inorganique Composé « téléphone » Sr 14-x (Ca x )Cu 24 O 41

6 Composés quasi-1D (suite) Echelles inorganiques

7 Composés quasi-2D Cuprates (inorganiques)

8 Hum…. Voyons, et si jassemblais des chaînes pour faire des échelles, puis des échelles pour faire des plans puis… Ladder cuprate Planar cuprate c a

9 On sait obtenir les propriétés magnétiques et de transport dun système 1D On peut déterminer limportance des paramètres physiques et construire ainsi un modèle minimal. Combien datomes dans la cellule unité? Quel rôle pour les interactions coulombiennes? Corrélations fortes, ou faibles? Evolution en fonction de la concentration électronique. On doit déterminer comment les états 1D sont affectés, lorsquon les couple pour former des échelles puis des plans. En particulier, si on les déstabilise, ou sil apparaît de nouveaux états (thèse P. Chudzinski, fin 2008) Influence du désordre: un défaut non magnétique fait apparaître du magnétisme! (thèse E. Semel, fin 2006)

10 Caractéristiques des états corrélés de basse dimension: Etats collectifsTransport quasi-balistique à faible désordre Excitations « fractionnaires » Supraconductivité en présence dinteractions électroniques répulsives. Supramagnétivité (liquides de spin) Magnétisme orbital (courants permanents) Transitions isolant-métal et même isolant supraconducteur

11 Encore plus fort: en posant un matériau très isolant (LaAlO 3 ) sur un matériau bien isolant (SrTiO 3 ) on obtient une interface métallique, voire supraconductrice.

12 Collaborations Au sein du laboratoire: Avec des membres de laxe I En dehors du laboratoire: + N. Laflorencie

13 Comme il se doit, une devinette, pour conclure dans la bonne humeur….. pour conclure dans la bonne humeur….. Quelle est la différence entre un théoricien et un boursicoteur? Réponse: …. La lettre S, bien-sûr Le théoricien théorise et le boursicoteur théSorise