من خلال دراسة مخطط الطور لأكسيد النحاس HgBa2Ca2Cu3O8 + δ ، أظهر الباحثون وجود رابط مجهري بين حالة التوصيل الفائق وإعادة توزيع الشحنة في البلورة (ترتيب الشحنة) ، والتي تصبح معممة لجميع أكاسيد النحاس فائقة التوصيل.

الموصلات الفائقة تحمل التيار الكهربائي دون تبديد الطاقة ولا يمكن اختراقها بواسطة المجال المغناطيسي. ينتج عن هذا العديد من التطبيقات ، مثل نقل الكهرباء دون مقاومة وتحصيل الهواتف المحمولة (القطارات ، ركوب الأمواج). الموصلية الفائقة فقط تحدث في درجات حرارة منخفضة للغاية. الرصاص هو موصل فائق أقل من 7 K (-266 درجة مئوية) وثنائي أكسيد المغنيسيوم (MgB2) أقل من 40 K (-233 درجة مئوية). في المقابل ، يمكن أن تصل درجة الحرارة الانتقالية فائقة التوصيل لكوبرات HgBa2Ca2Cu3O8 + 133  إلى 133 يصل حتى (-140 درجة مئوية) (الشكل 1 ج). لذلك فإن فهم الآلية في أصل الموصلية الفائقة في أكاسيد النحاس التي تسمى الكوبات ، يمثل تحديًا كبيرًا في تطوير الموصلات الفائقة في درجات حرارة الأرض.

الباحثون من مختبر المواد العمومية والظواهر (MPQ ، CNRS / Paris Diderot Univ) ، بالتعاون مع مختبر الفيزياء الصلبة (LPS ، CNRS / جامعة باريس-الجنوب) والمختبر الوطني للمجالات المغناطيسية القوية (LNCMI ، CNRS) ، من خلال دراسة الانتثار غير المرن للضوء على الشحنات (تأثير رامان الإلكتروني) ، لتمييز الإشارات الطيفية لأوامر التوصيل والتوصيل الفائقة داخل طور pseudogap في الكوبرات HgBa2Ca2Cu3O8 + δ.

ولأول مرة، يمكن اكتشاف مقاييس الطاقة المرتبطة بأوامر التوصيل الفائق والشحن في وقت واحد بفضل خدعة تجريبية تتألف من تقليل تأثير المرحلة الكاذبة التي كانت ستخفي ملاحظتها. تمكن الباحثون من تتبع مقاييس الطاقة المميزة لأمر التوصيل الفائق وشحن الشحن على جزء كبير من مخطط الطور، من خلال التحكم في عدد حاملات الشحن في البلورات. لقد أظهروا أن هذه الطاقات مرتبطة ارتباطًا وثيقًا: لديهم نفس القيم تقريبًا وتتبع نفس التطور كدالة لعدد من حاملات الشحنة (الشكل 2 ب). هذا يشير إلى أن ترتيب التوصيل الفائق والشحن له نفس الأصل المجهري.

إن مقياس الطاقة الخاص الزائفة له نفس التطور في المنشطات حتى لو كانت طاقتها أعلى. هذا يعزز الفرضية القائلة بأن مراحل التوصيل الفائق ، الشحن و pseudogap ترتبط ارتباطًا وثيقًا.

لتحقيق هذه النتيجة ، عمل الباحثون على التركيب الكيميائي للكوبرات: HgBa2Ca2Cu3O8 + δ ، الذي يظهر هيكله في الشكل 2 أ. يمكن تصنيعه في شكل بلورات صغيرة (الشكل 1 ب) عدة مئات من المايكرونات وبصرف النظر من قبل اثنين من الباحثين من قسم فيزياء الحالة المكثفة (SPEC ، CEA / CNRS). تسمح أسطحها النظيفة والناعمة للغاية باستكشافها ضوئيًا.

يوضح مخطط الطور الخاص بالكوبينات أن الآلية في أصل الموصلية الفائقة تختلف عن تلك الموجودة في المعادن التقليدية ، أو سبائكها مثل الرصاص أو ثنائي أكسيد المغنيسيوم. في الواقع ، من خلال زيادة عدد ناقلات الشحن التي تحمل التيار في كوبرات ، يتم تعديل الحالة الأرضية الإلكترونية بشكل عميق: من عازل مضاد المغناطيسية (المنطقة الخضراء) ، يتم تحويله إلى معدن موصل جيدًا (المنطقة الوردية) (الشكل 2 أ) .

بالنسبة لتركيز الناقلات المقابلة لتخدير المنشطات بنسبة 12٪ (ضمان تعاطي المنشطات عن طريق إضافة ذرات الأكسجين في طائرات ذرات الزئبق ، انظر الشكل 1 أ) ، يتعايش ترتيب التوصيل الفائق (باللون الوردي في الشكل 2 أ) مع ترتيب شحن (باستيل) أزرق) في درجة حرارة منخفضة ، وهو ترتيب يتميز بإعادة توزيع شحنة الإلكترون ، تختلف عن تلك المتوقعة عادة ، والتي تتبع ترتيب ذرات البلورة. هذان الطلبان يتطوران خلال المرحلة الثالثة المزعومة المزيفة ، والتي لا تزال غير مفهومة جيدًا. لدراسة ترتيب التوصيل الفائق في هذا التشابك بين الولايات، من الضروري تحديد الخصائص الفردية لكل ترتيب ونوع التفاعل الذي يتطور مع الآخرين، وبالتالي تحديد التعاونيات أو المسابقات (على سبيل المثال ، الترتيب يفرض رسومًا زيادة أو نقص الموصلية الفائقة؟). لهذا الغرض ، من الضروري تطوير تقنيات تجريبية فعالة مثل التحليل الطيفي للنثر النيوتروني أو الضوء (رامان أو الأشعة تحت الحمراء أو الأشعة السينية) أو الرنين المغناطيسي النووي. على الجانب النظري ، من الضروري استخدام كل قوة الرقم الرقمي لتنفيذ مناهج نظرية جديدة مثل cDMFT (نظرية مجال مجموعة المجال Dynamcis).هذه الأعمال تفتح منظورًا جديدًا لفهم مخطط طور الكوبات. أوامر supracondu