📄 Version "Simple" affichee, "Avancé" n est pas encore prete. Ajoutez-le aux favoris pour aider a la prioriser. Demander l’analyse complète

Un stade bondé : les supporters s'agitent dans le désordre, créant bousculades et résistance. C'est ainsi que se comportent les électrons dans un conducteur ordinaire. En supraconductivité, ils s'associent en paires et se déplacent de manière synchrone — comme des spectateurs se tenant par la main et quittant calmement les tribunes, sans perte d'énergie. On a longtemps pensé qu'un tel ordre nécessitait un froid intense et des matériaux spéciaux comme les cuprates. Récemment, la supraconductivité a été découverte dans les nickelates — des composés de nickel dont la structure ressemble à un gâteau en couches — mais elle exigeait une haute pression. Désormais, des chercheurs ont cultivé un film mince de nickelate (La,Pr)₃Ni₂O₇ sur un substrat de SrLaAlO₄ et obtenu une supraconductivité à pression atmosphérique normale.

Le microscope à effet tunnel — un appareil qui sonde la surface avec une aiguille extrêmement fine, cartographiant les états électroniques — a permis de voir au cœur du phénomène. À une température inférieure à 40 kelvins (moins 233 °C), un gap en forme de U avec un fond plat est apparu dans le spectre des électrons — une dépression d'énergie sans densité d'états résiduelle. Dans la foule des supporters, un couloir vide s'est soudain formé, par lequel les paires d'électrons glissent sans entrave. La forme du gap montre que l'appariement se fait sans nœuds — la brèche d'énergie est identique dans toutes les directions, comme une place circulaire libre d'obstacles.

En chauffant, le gap en U se remplissait progressivement et se transformait en V — les électrons revenaient peu à peu à un état chaotique. Un champ magnétique de 14 teslas (environ 300 000 fois plus fort qu'un aimant de réfrigérateur) a fait rétrécir le gap, confirmant sa nature supraconductrice. Des mesures de résistance sur le même échantillon ont montré une résistance nulle en dessous de 20 K, et le début de la transition au-dessus de 40 K. Ainsi, pour la première fois, on a pu voir directement le gap d'énergie dans un supraconducteur nickelate sans haute pression. Il s'est avéré étonnamment symétrique et stable. Cette découverte éclaire la nature de la supraconductivité à haute température et suggère la possibilité d'une supraconductivité locale à des températures comparables à celle de l'azote liquide, dans les nickelates à conditions ambiantes.

Résumé original

tel que rédigé par les auteurs, en anglais arXiv:2605.15703

The discovery of high transition temperature (high-Tc) superconductivity in Ruddlesden-Popper (R-P) bilayer nickelates under high pressure has stimulated extensive work to understand the underlying mechanism and search for superconductors with higher Tc. The recent realization of superconductivity in R-P bilayer nickelate thin films with onset Tc above 40 K at ambient-pressure enables the use of a wide array of powerful experimental tools to investigate the unconventional high-Tc superconductivity in bilayer nickelates. Here, using ultra-low temperature scanning tunneling microscopy/spectroscopy (STM/S) and electrical transport study, we report the first successful observation of an energy-symmetric, flat-bottom U-shaped gap with zero residual density of states around the Fermi level in the high-Tc nickelate (La,Pr)3Ni2O7 thin film grown on SrLaAlO4 substrate. Before and after STM/S studies, transport measurements on the same sample reveal consistent superconducting behaviors showing zero resistance, with an onset Tc above 40 K and zero resistance Tc above 20 K. The tunneling spectra exhibit highly unconventional temperature evolution, characterized by a rapid filling of the U-shaped energy gap to a V-shaped gap as the temperature increases. Furthermore, the U-shaped energy gap is reduced under a c-axis magnetic field of 14 T. The energy-symmetric U-shaped gap, taken together with its dependence on magnetic field and temperature, is consistent with the behavior of a superconducting gap, suggesting a nodeless gap function at ultra-low temperatures. Our findings shed new lights on the nature of high-Tc superconductivity and provide an encouraging and thought-provoking hint for a local superconductivity with Tc above liquid nitrogen boiling temperature in nickelate superconductors at ambient or zero pressure.