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Benjamin Sacépé

Localisation des paires de Cooper dans un supraconducteur désordonné

Jeudi 10 septembre 2009, à 14h00

La physique des supraconducteurs fortement désordonnés est régie par deux phénomènes antinomiques : la localisation par le désordre des fonctions d’ondes électroniques et l’instabilité supraconductrice qui établit un état quantique cohérent à l’échelle macroscopique. Jusqu’à ce jour, la question de la possible localisation des paires de Cooper dans les films minces proches de la transition supraconducteur-isolant (TSI) n’a pu être tranchée par les mesures de transport conventionnelles [1,2]. Cet exposé présente une étude locale de la densité d’états mesurée par microscopie et spectroscopie à effet tunnel sub-Kelvin dans des films d’oxyde d’indium amorphe. Nous avons observé, dans la densité d’états, de fortes fluctuations spatiales de la hauteur des pics de cohérence. Ces derniers sont situés aux bords du gap supraconducteur et sont communément associés à la cohérence de phase supraconductrice. Ainsi, le cas limite où les pics disparaissent localement constitue la signature spectrale de paires de Cooper incohérentes, localisées par le désordre. Cet état supraconducteur constitué de zones localisées et d’autres délocalisées, i.e. supraconductrices, s’accompagne par ailleurs d’un rapport gap spectral sur température critique (Tc) anormalement grand et d’un pseudogap dans la phase normale au-dessus de Tc. Toutes ces observations seront discutées au regard des théories récentes sur la supraconductivité proche de la transition métal-isolant [3-5].
[1] M. P. A. Fisher, Phys. Rev. Lett. 65, 923 (1990)
[2] A. M. Goldman, and N. Markovic, Physics Today, 51, 39 (1998)
[3] M. Ma and P. A. Lee, Phys. Rev. B 32, 5658 (2001)
[4] A. Ghosal, M. Randeria, and N. Trivedi, Phys. Rev. Lett. 81, 3940 (1998) ; Phys. Rev. B 65, 014501 (2001)
[5] M. Feigelman, et al, Phys. Rev. Lett. 98, 027001 (2007)