Laboratoire de Physico-Chimie de l'Etat Solide - LPCES

Cuprates de basse dimensionalité






Les recherches sur ce thème sont activement poursuivies. Le rôle que joue notre Laboratoire dans ce domaine, notamment à travers son expertise en matière d’élaboration de matériaux et de cristallogenèse, est largement reconnu à l’échelle nationale et internationale. Cette activité "cuprates" a commencé en 1987 avec l’avènement de la supraconductivité à haute Tc qui a beaucoup rapproché physiciens et chimistes du solide à travers le monde et à Orsay en particulier. Cette activité s’est développée en 1994 avec les études du cuprate spin-Peierls CuGeO3, qui nous ont fait connaître de nombreux laboratoires de physique du solide français et étrangers, vis à vis desquels nous avons joué un rôle fédérateur qui nous a fait inviter ou participer à diverses conférences ou GDR de physique. Plus récemment, cette activité "cuprates" s’est enrichie de la thématique "chaînes et échelles de spins". Cette évolution est significative et tout à fait cohérente dans la mesure où les chaînes de spins, isolées les unes des autres, que l’on rencontre dans les structures de composés comme CuGeO3, SrCuO2 et Sr2CuO3, se rassemblent dans certains composés par groupes de 2, 3 ou plus pour former des "échelles" dont les chaînes de spins sont les montants, les barreaux des échelles étant constitués de liaisons Cu-O-Cu. Le "tissage" de ces échelles à partir des "fils" que constituent les chaînes, conduit à des plans mixtes cuivre-oxygène, très proches par leurs caractéristiques structurales des plans CuO2 des cuprates supraconducteurs. La supraconductivité a d’ailleurs été récemment observée sous de très fortes pressions - de l’ordre de quelques dizaines de milliers d’atmosphères - dans l’un de ces composés à échelles de spins (Sr14Cu24O41 substitué par Ca).

Notre activité dans le domaine des "cuprates de basse dimensionalité" a été poursuivie ces dernières années dans deux directions : celle des supraconducteurs à haute Tc dont le volume des études a été progressivement réduit et celle des composés à chaînes et échelles de spins, activement poursuivie. Nous ne mentionnerons dans ce qui suit que les résultats obtenus dans ce dernier domaine.