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Chef de projet : M. Sigrist (ETHZ)
Membres participants : D. Baeriswyl (UniFR), G. Blatter (ETHZ), L. Degiorgi (ETHZ), Ø. Fischer (UniGE), E. Giannini (UniGE), D. Jaccard (UniGE), M. Kenzelmann (PSI), E. Morenzoni (PSI), H.-R. Ott (ETHZ), T. M. Rice (ETHZ), M. Sigrist (ETHZ), M. Troyer (ETHZ), D. van der Marel (UniGE).

Résumé

Aujourd’hui nous connaissons de nombreux matériaux présentant des propriétés spécifiques dues à l’existence de fortes corrélations locales entre la position des électrons et leur mouvement. Ce projet complètera l’étude des oxydes de métaux de transition du projet 4 par un travail sur les matériaux à fermions lourds qui mettent en jeu des électrons dans des niveaux 4f localisés et partiellement remplis, faiblement hybridés avec la bande de conduction. Une propriété particulière de ces matériaux est la présence d’états fondamentaux en proche compétition, avec des transitions de phase quantiques entre eux lorsque certains paramètres extérieurs sont modifiés. De la supraconductivité qui apparaît au voisinage d’une transition de phase quantique magnétique ou de fluctuations de valence est un exemple de grand intérêt. De tels phénomènes ont lieu par exemple dans divers supraconducteurs à base de Ce, comme les séries Ce-115, et dans les supraconducteurs non-centrosymétriques comme CePt₃Si, CeRhSi₃, CeCoGe₃ et CeCu₂Si₂. L’étude de tels supraconducteurs non conventionnels doit aborder une série de questions, comme les propriétés anormales de la phase supraconductrice mixte en champ élevé et à basse température, les conséquences pour les vortex induits par de forts champs magnétiques, et l’apparition de spectres de quasi-particules inhabituels, en particulier près des surfaces et des interfaces. Quelques uns parmi les composés à fermions lourds, et de manière générale les systèmes comportant des électrons 4f, seront étudiés pour leurs propriétés magnétiques variées et fascinantes, dans le but d’élucider le rôle des électrons f presque localisés dans différentes circonstances. Le projet inclura aussi l’étude des propriétés magnétiques et optiques des siliciures de métaux de transition non-centrosymétriques et des matériaux similaires, dans le but de s’attaquer aux effets des corrélations, de la structure de bandes, des fluctuations quantiques et du couplage spin-orbite. L’accent sera porté sur l’utilisation d’une grande variété d’études spectroscopiques grâce à la combinaison unique des techniques disponibles dans MaNEP. Sur le plan théorique, les efforts de collaboration avec l’expérience seront accompagnés par le développement de nouvelles techniques analytiques et numériques qui peuvent servir à l’étude des différents systèmes d’électrons corrélés et de leurs phases électroniques si fascinantes.