Dr. Yves Noat, Institut des Nanosciences de Paris, Université Pierre et Marie Curie-Paris 6 and CNRS-UMR 7588, campus Boucicaut, Paris, France

Jeudi 6 Mai à 16 h 00
(Amphi Holweck, Esc. C, 1er étage)

Etude de Ba8Si46 par spectroscopie tunnel :
Un autre supraconducteur à 2 gaps ?

La découverte en 2001 de la supraconductivité à 2 gaps dans MgB2 a suscité un regain d’intérêt pour la recherche
de supraconducteurs non-conventionnels, i.e. présentant des écarts plus ou moins importants par rapport à la
théorie BCS standard (anisotropie, supraconductivité multigap, mécanisme de couplage non- phononique). C’est
dans cet esprit que nous nous sommes récemment intéressés au composé Ba8Si46 [2], un matériau assez
surprenant formé de "cages" de silicium dans lesquelles sont emprisonnés des atomes de baryum. La coexistence
du réseau rigide de silicium et de modes de phonons ’mous’ liés à la vibration des atomes de baryum à l’intérieur
des cages laisse entrevoir la possibilité de déviations significatives par rapport à la densité d’états prédite par
BCS (avec un seul gap isotrope dans l’espace réciproque). Cette hypothèse est corroborée par des mesures
récentes de chaleur spécifique, suggérant une supraconductivité multigap dans ce matériau [1].
Par le biais de la spectroscopie/microscopie tunnel, nous avons étudié le spectre d’excitation de quasiparticules
de Ba8Si46, en géométrie SIN (Supraconducteur- Isolant-métal Normal) et surtout SIS (Supraconducteur-Isolant-
Supraconducteur) où la résolution spectroscopique est significativement accrue. Nous avons observé des spectres
de forme non-conventionnelle, qui révèlent l’existence de deux gaps de valeurs ΔL = 1:3 ± 0:1 meV et ΔS = 0:9 ±
0:2 meV.Deux interprétations sont possibles : Un effet de proximité dans l’espace réel, résultant d’une couche de
contamination ou d’un état de surface intrinsèque, ou dans l’espace réciproque, résultant d’un couplage de
quasiparticules inter-bandes (i.e une supraconductivité multigap). De fait, les deux effets sont formellement
décrits par les mêmes équations de McMillan [3]. Ces deux possibilités seront discutées.

Références

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[1] Rolf Lortz, Romain Viennois, Alexander Petrovic, Yuxing Wang, Pierre Toulemonde, Christoph Meingast,
Michael Marek Koza, Hannu Mutka, Alexei Bossak and Alfonso San Miguel, Phys. Rev. B 77, 224507 (2008).
[2] Y. Noat, T. Cren, P. Toulemonde, A. San Miguel, F. Debontridder, V. Dubost and D. Roditchev. Phys. Rev.
B, 81, 104522 (2010).
[3] W. L. McMillan, Phys. Rev. 175, 537 (1968).

Pour tout renseignement :
N. Bergeal : 01 40 79 44 83 – nicolas.bergeal (arobase) espci.fr
B. Fauqué 01 40 79 58 14 –benoit.fauque (arobase) espci.fr

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