Hund-Enhanced Electronic Compressibility in FeSe and its Correlation with Tc

Pablo Villar Arribi and Luca de’ Medici

Figure 1 : Compressibilité électronique calculée pour FeSe (soumis à une pression croissante de 0, 6.6 et 9 Gpa – panneaux de gauche) et pour la monocouche sur un substrat de SrTiO3 (panneau à droite), en fonction de la densité d’électrons par atome de Fer et intensité des interactions entre électrons parametrisées par U. Les valeurs réalistes pour ces paramètres sont indiquées par les lignes pointillées. On peut observer que la zone de compressibilité augmentée indiquée en couleurs claires s’approche du croisement des lignes pointillées sous pression. La compressibilité électronique pour le matériau augmente donc, tout comme la température critique mesurée pour la supraconductivité. Dans la monocouche l’augmentation de la compressibilité est très intense globalement avec une forte augmentation en particulier pour des densités légèrement supérieures à 6.0, là où on mesure une Tc record de 65-100K.

Phys. Rev. Lett. 121, 197001 (2018)

Certains matériaux à base de Fer sont parmi les supraconducteurs les plus étudiés (avec des températures supraconductrices inférieures seulement aux célèbres « cuprates »).
Cependant le mécanisme à la base de leur supraconductivité est toujours débattu, et les raisons des variations de cette température « critique » Tc (entre 0 et 100 Kelvin) entre les différents matériaux de la famille ne sont pas comprises.
Dans ce travail Pablo Villar Arribi et Luca de’ Medici, du groupe de recherche de théorie des matériaux fortement corrélés du LPEM, utilisent des calculs réalistes des propriétés électroniques de FeSe sous pression et de sa forme en couche mince pour montrer une corrélation entre la compressibilité calculée des électrons responsables pour la supraconductivité et la Tc expérimentale.
Cela pourrait être une pièce cruciale manquante du puzzle, car une compressibilité augmentée du fluide électronique peut causer une augmentation de la supraconductivité, et être un pas essentiel vers la compréhension et peut-être le renforcement de la supraconductivité dans ces matériaux, dans la recherche désormais centenaire vers la supraconductivité à la température ambiante.

Reference :
Pablo Villar Arribi and Luca de’ Medici, Hund-Enhanced Electronic Compressibility in FeSe and its Correlation with Tc, Phys. Rev. Lett. 121, 197001

Contact :
Luca de’ Medici, luca.demedici (arobase) espci.fr

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