Supraconductivité dans BaSi2

José Flores-Livas, Régis Debord, Silvana Botti, Alfonso San Miguel, Miguel Marques et Stéphane Pailhès viennent de publier un article intitulé « Enhancing the superconducting transition temperature of BaSi₂ by structural tuning » dans la revue Physical Review Letters.

La découverte récente d’une supraconductivité à haute température dans des familles de matériaux à base de Fer et d’Arsenic, dits les pnictides, a ravivé la recherche de nouvelles phases supraconductrices notamment dans des matériaux intermétalliques. La structure lamellaire des plans conducteurs et la présence de fortes fluctuations magnétiques apparaissent comme des dénominateurs communs aux cuprates et aux pnictides. C’est ce qui a récemment motivé des travaux de recherche au LPMCN dans des phases hexagonales de disiliciures de terres alcalines. Dans cet article, les auteurs se sont intéressés à l’étude expérimentale et théorique de la supraconductivité dans une phase haute pression de BaSi₂ synthétisée à 4-5 GPa et 800°C-1000°C. Cette phase est constituée de plans hexagonaux de Silicium séparés par des atomes de Barium, avec néanmoins un léger gaufrage des plans de silicium. En augmentant la pression et la température de synthèse, les auteurs ont pu modifier l’amplitude de ce gaufrage et augmenter la température de supraconduction d’un facteur 2. Les études théoriques ont permis de montrer l’effet du gaufrage des plans de Silicium sur les propriétés électroniques, sur la dynamique de réseau et sur la supraconductivité. Elles mettent en évidence une forte dépendance de la densité d’état électronique au niveau de Fermi en fonction du gaufrage. Cette étude pose les bases d’une recherche plus systématique sur les siliciures intermétalliques au LPMCN.