Supraconductivité dans un seul plan express
Les cristaux lamellaires de cuprates ressemblent à une pile de crêpes : chaque crêpe est un plan d'atomes de cuivre et d'oxygène, et entre elles se trouvent des intercalaires d'autres éléments. Habituellement, on étudie la supraconductivité sur toute la pile, où les couches s'influencent mutuellement. Mais que se passerait-il si on ne laissait qu'une seule crêpe ?
La spectroscopie résolue en angle — une méthode qui permet de sonder la structure électronique d'un matériau — a montré que dans un plan isolé de CuO₂, le même gap apparaît que dans un échantillon massif. Le gap est une barrière d'énergie que les électrons doivent franchir pour conduire le courant sans pertes. Il se ferme à une température légèrement supérieure à celle du matériau massif, mais sa forme est identique : une onde d, comme une fleur à quatre pétales.
Ce résultat signifie que la supraconductivité dans les cuprates est un phénomène bidimensionnel. Les couches voisines ne sont pas nécessaires ; elles ne font qu'ajuster légèrement la température de transition. Désormais, les scientifiques disposent d'une plateforme pour étudier la supraconductivité à l'état pur, sans les interférences de la troisième dimension.
La température à laquelle le gap supraconducteur disparaît dans une couche unique s'est avérée encore plus élevée que dans un cristal massif. La solitude a profité à la couche.
Dans le roman d'Arthur C. Clarke « Les Enfants d'Icare », les supraconducteurs permettent de construire des structures en apesanteur ; nous savons désormais qu'une seule couche atomique pourrait suffire.