Accueil > Français > Actualité

Comment glisse un incommensurable ? Le rôle de la dimension


Un système à Onde Densité de Charges (ODC) est un composé dans lequel apparaissent simultanément une modulation périodique des positions atomiques et une transition métal-isolant. Il s’agit d’une transition électronique mettant en jeu une modification des électrons proches de la surface de Fermi et qui est accompagnée d’une modification de la structure atomique.
Lorsque la modulation périodique est incommensurable, les systèmes à onde de densité de charges présentent une dynamique originale. Lorsqu’on leurs impose un faible courant, un courant supplémentaire apparaît dans l’échantillon et une analyse temporelle de ce courant montre qu’il est constitué de charges corrélées spatialement, arrivant régulièrement sur la cathode [1]. Ce phénomène a été observé depuis plus de 35 ans [2], mais le type de porteurs de charge et le mode de propagation n’est pas encore clair.
La diffraction x cohérente a beaucoup apporté dans l’appréhension de ce phénomène. Ces systèmes stabilisent des dislocations de l’ODC, c’est-à-dire des dislocations qui ne concernent que la modulation périodique sans affecter le réseau hôte [3]. De plus, ces dislocations se mettent en mouvement lorsque le courant supplémentaire apparaît, ce qui suggère que ce sont bien ces défauts de phase qui portent les charges [4].


Réflexion satellite 2kF associée à l’ODC mesurée par diffraction cohérente dans a) le système TbTe3 (système bidimensionnel constitué de plans carrés de tellures) et b) du système unidimensionnel NbSe3, en dessous et au dessus du courant seuil IS. Pour I>Is, l’onde incommensurable glisse sur le réseau d’atomes créant un courant, formé de charges corrélées spatialement. c) représentation schématisée du comportement de l’onde dans l’espace réel (les atomes sont représentés par de petits cercles et l’ODC par des fronts d’onde bleus).

L’autre problématique concerne la naissance de ce courant. Comment une onde incommensurable piégée par des défauts parvient-elle à se décrocher du réseau hôte ? Il apparait que la modulation se comporte comme un objet élastique dans un milieu désordonné, comme dans de nombreux autres domaines de la physique des solides. Il apparait aussi que cet effet de glissement est fortement dépendent de la dimension du système. Dans un système quasi-unidimensionnel, formé de chaînes d’atomes interagissant peu entre elles, l’ODC se désordonne brusquement pour des courants très faibles en stabilisant des défauts de phase très localisés. Ce régime bien connu dans les systèmes magnétiques ou dans les systèmes plastiques est appelé le régime de creep [5]. Passé le courant seuil IS, l’onde glisse et retrouve son ordre à longue distance. Dans les systèmes bidimensionnels, comme TbTe3, le comportement est bien différent. Le couplage réseau-ODC est plus fort et la structure de l’onde reste inchangée en dessous du seuil. Ce n’est que lorsque I=IS qu’une brusque rotation du vecteur d’onde est observée. L’ODC réussit à se dépiéger grâce à un cisaillement [6] autour de défauts.

[1] Revue récente : P. Monceau, Advances in Physics, 61, 325 (2012).
[2] R.M. Fleming and C.C. Grimes, Phys. Rev. Lett., 42, 1423 (1979).
[3] D. Le Bolloc’h, S. Ravy, J. Dumas, J. Marcus, F. Livet, Phys. Rev. Lett. 95, 116401 (2005).
[4] E. Pinsolle, N. Kirova, V.L.R. Jacques, A. Sinchenko, D.Le Bolloc’h, Phys. Rev. Lett. 109, 256402 (2012).
[5] D. Le Bolloc’h, A.A. Sinchenko, V.L.R. Jacques, L. Ortega, E. Lorenzo, G. Chahine, P. Lejay, P. Monceau, PRB accepté.
[6] D. Feinberg and J. Friedel, J. Physique (Paris) 49, 485 (1988)

Référence :

Effect of dimensionality on sliding charge density waves. The case of the quasi-two dimensional TbTe3 system probed by coherent x-ray diffraction.
D. Le Bolloc’h, A.A. Sinchenko, V.L.R. Jacques, L. Ortega, E. Lorenzo, G. Chahine, P. Lejay, P. Monceau
Phys. Rev. B 93, 165124 (2016).

Contacts :


David Le Bolloc’h
Vincent Jacques
Luc Ortega