L’étirement du métal kagome CsV3Sb5 sépare deux états supraconducteurs, selon une étude

Le métal kagome CsV3Sb5 développe un ordre d’onde de densité de charge (un motif ondulatoire dans ses électrons) à environ 94 K, puis devient supraconducteur à environ 2,5 K, selon un rapport de Phys.org. Les expériences sur ce matériau ont donné des vues contradictoires sur la question de savoir si son gap supraconducteur est conventionnel ou contient des nœuds, indique le rapport. Savoir comment la supraconductivité se forme peut guider la recherche de meilleurs matériaux supraconducteurs, selon le rapport.

Une équipe de recherche dirigée par le professeur associé Shinji Kawasaki, en collaboration avec le professeur Guo-qing Zheng, a étudié CsV3Sb5 en utilisant une contrainte uniaxiale in situ (étirement selon une direction cristalline) et des mesures de résonance quadripolaire nucléaire, rapporte Phys.org. Les deux chercheurs appartiennent au département de physique de l’université d’Okayama, au Japon. L’étude a été publiée dans la revue Physical Review Letters le 28 août 2026, selon le rapport.

Les chercheurs ont contraint des monocristaux de haute qualité selon une direction cristallographique à l’aide d’une cellule de contrainte à commande piézoélectrique sur mesure, tout en surveillant la transition supraconductrice et les propriétés électroniques locales, selon le rapport. Ils ont constaté que l’étirement du cristal, plutôt que sa compression, augmentait sensiblement la température de transition supraconductrice : à contrainte nulle, la transition commençait à environ 3,0 K, et une contrainte de traction de +0,90 % l’élevait à 3,6 K. L’onde de densité de charge est restée essentiellement inchangée sous contrainte, ce qui, selon le rapport, montrait que la supraconductivité pouvait être ajustée indépendamment de l’ordre de charge existant du matériau.

Sous la plus grande contrainte de traction, le matériau a subi deux transitions supraconductrices, selon le rapport. La première s’est produite à 3,6 K et était associée à un état supraconducteur nodal (dont le gap supraconducteur tombe à zéro dans certaines directions), tandis qu’une seconde transition est apparue à 3,0 K et présentait un état sans nœuds. Les résultats indiquent que deux états supraconducteurs distincts, qui sont presque dégénérés (proches en énergie) dans des conditions ambiantes, peuvent se séparer lorsqu’une contrainte est appliquée, ce qui aide à expliquer pourquoi des expériences antérieures ont abouti à des conclusions différentes, indique le rapport.

« Pendant des années, différentes mesures de CsV3Sb5 ont pointé vers des états supraconducteurs apparemment différents », a déclaré Kawasaki. « Nos résultats montrent que ces états peuvent coexister et qu’une contrainte uniaxiale peut les séparer, ce qui nous donne un moyen direct d’étudier chaque état. » Kawasaki a également déclaré : « La contrainte nous donne un levier de contrôle indépendant dans ce matériau — elle renforce la supraconductivité sans modifier l’onde de densité de charge en volume. »

Les chercheurs ont en outre constaté que la composante nodale non conventionnelle devient plus forte sous contrainte de traction, passant d’une contribution de 10 % à contrainte nulle à environ 26 % à +0,90 % de contrainte, selon le rapport. Le rapport indique que la pression hydrostatique modifie la supraconductivité en grande partie par son effet sur l’ordre de charge, tandis que les résultats montrent qu’une contrainte uniaxiale peut renforcer sélectivement un canal d’appariement supraconducteur tout en laissant robuste l’état de fond concurrent. Le rapport indique que l’approche pourrait être utile au-delà de CsV3Sb5.