95 / 5,000 Oxychlorures supraconducteurs à haute température : un modèle pour la structure électronique des cuprates // High temperature superconducting oxychlorides: a model for the electronic structure of cuprates

La supraconductivité à haute température critique dans les cuprates est l'un des sujets les plus complexes de la physique moderne. Malgré des recherches approfondies, leurs mécanismes sous-jacents restent mal compris. Ces matériaux quantiques présentent non seulement des températures critiques élevées à pression ambiante, mais aussi des diagrammes de phase parmi les plus complexes.
Dans ce contexte, la découverte de l'oxychlorure de Ca₂CuO₂Cl₂ dopé au sodium et aux lacunes est très prometteuse pour combler le fossé entre théorie et expérience. Cela est principalement dû à sa structure cristalline exceptionnellement simple, qui reste stable à tous les niveaux de dopage et à toutes les températures, et à son fort caractère bidimensionnel, résultant du remplacement de l'oxygène apical par le chlore. Par conséquent, les calculs avancés intégrant les effets de corrélation, tels que la théorie quantique du champ moyen dynamique (DMFT), deviennent plus accessibles et plus efficaces.
Jusqu'à présent, seules des études expérimentales limitées sur Ca₂CuO₂Cl₂ ont été menées, se concentrant sur une gamme étroite de niveaux de dopage [1,2]. Dans ce projet, nous cherchons à examiner comment la structure électronique évolue à travers différentes phases, notamment la supraconductivité, le pseudogap et la phase métallique étrange.
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High-Tc superconductivity in cuprates is one of the most challenging topics in modern physics. Despite extensive research, their underlying mechanisms remain poorly understood. These quantum materials not only demonstrate high critical temperatures at ambient pressure but also feature some of the most complex phase diagrams (Figure 1).
In this context, the discovery of Na- and vacancy-doped Ca2CuO2Cl2 oxychloride is highly promising to bridge the gap between theory and experiment. This is primarily due to its exceptionally simple crystal structure, which remains stable across all doping levels and temperatures, and its strong two-dimensional character, stemming from the replacement of apical oxygen by chlorine. As a result, advanced calculations that incorporate correlation effects, such as quantum Dynamical Mean Field Theory (DMFT), become more accessible and effective.
So far, there has been only a limited experimental investigation of Ca₂CuO₂Cl₂, focusing on a narrow range of doping levels [1,2]. In this project, we aim to examine how the electronic structure evolves across different phases, including superconductivity, the pseudogap, and the strange metal phase.
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Début de la thèse : 01/10/2025

Public funding alone (i.e. government, region, European, international organization research grant)

Concours pour un contrat doctoral

Université Grenoble Alpes

47 PHYS - Physique

Une solide formation en propriétés électroniques des matériaux, avec la volonté d'adopter une approche globale, de la synthèse et de la caractérisation des matériaux aux propriétés spectroscopiques avancées. Le travail en équipe sera essentiel à la réussite du projet.
A good background in electronic properties of material, with the will to have a global approach, from material synthesis and characterization to advanced spectroscopic properties. Teamwork will be an essential part of the project's success.