1. Supraconductivité et antiferromagnétisme : Les cuprates sont connus pour présenter une interaction unique entre supraconductivité et antiferromagnétisme. Dans les cuprates non dopés, tels que La₂CuO₄, de fortes interactions antiferromagnétiques entre les spins de cuivre conduisent à un état magnétique ordonné à longue portée. Lors du dopage avec des porteurs de charge (comme des trous en remplaçant La par Sr ou Ba), l'ordre antiferromagnétique est supprimé et la supraconductivité apparaît. Cette compétition et cette coexistence de la supraconductivité et de l'antiferromagnétisme sont souvent appelées phénomène de « séparation de charge de spin » dans les cuprates.
2. Interactions d'échange : Les propriétés magnétiques des cuprates sont fondamentalement influencées par les interactions d’échange entre les ions cuivre. L'interaction d'échange dominante dans les cuprates est l'interaction de superéchange, qui est médiée par les ions oxygène dans les plans CuO₂. Cette interaction dépend de la configuration électronique et des symétries orbitales des ions cuivre impliqués. Le dopage modifie les états électroniques et, par conséquent, la nature et la force de ces interactions d'échange, entraînant des modifications des propriétés magnétiques. Par exemple, dans le cas des cuprates dopés aux trous, l'introduction de trous dans les orbitales p de l'oxygène peut modifier les interactions de superéchange et favoriser la formation de paires de Cooper, favorisant la supraconductivité.
Ces mécanismes physiques sont étroitement liés et leur interaction donne lieu au comportement magnétique complexe observé dans les cuprates dopés. Comprendre et contrôler ces mécanismes est essentiel pour optimiser les propriétés supraconductrices des supraconducteurs cuprates et libérer leur potentiel pour diverses applications technologiques.
