Des perspectives dans la physique des ordres électroniques

Les ondes de densité de charge sont des phases électroniques fascinantes qui apparaissent dans certains cristaux métalliques en dessous d’une température critique. Elles combinent distorsion périodique du réseau atomique et redistribution de la charge électronique qui forme une onde de charge stationnaire. Ces ondes forment de nouvelles périodicités qui modifient les symétries du matériau hôte, avec d'importantes conséquences sur l'ensemble de sa structure électronique, mais les chercheurs ne se sont jusqu'à présent concentrés que sur l'impact sur les électrons les plus énergétiques.

En combinant l’imagerie par microscopie à effet tunnel (STM) avec un modèle théorique simple, l’équipe du Prof. Christoph Renner à l’Université de Genève démontre que la transition de phase vers une onde de densité de charge dans 2H-NbSe₂ affecte simultanément les électrons de différentes bandes électroniques, pas uniquement les plus énergétiques, mais aussi celles associées avec des électrons de faible énergie. Ces différents électrons forment des ondes stationnaires décalées dans l'espace, décalage qui produit des motifs uniques dans les images STM. C’est l’analyse de ces motifs qui a permis la mise en évidence de la nature multibande de l’onde de densité de charge essentiellement ignorée jusqu’ici. Le fait que des modulations multiples peuvent se former en réponse à une nouvelle périodicité issue d’une transition de phase primaire est très général. Les résultats publiés dans Nature Communications ouvrent de nouvelles perspectives pour la compréhension générale des phase électroniques périodiques et de leurs interactions avec d’autres phases électroniques, en particulier avec la supraconductivité.