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RÉSUMÉ
Les supraconducteurs ont la propriété à une température donnée dite critique d'être parfaitement conducteurs de l'électricité. L’état supraconducteur se distingue de l’état normal par de nombreuses et diverses propriétés présentées dans cet article. La découverte des supraconducteurs à haute température critique, globalement supérieure à 80K, ouvre des débouchés commerciaux pour ces matériaux.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Pascal TIXADOR : Directeur de Recherche au CNRS - Laboratoire d’électrotechnique de Grenoble (LEG) - Centre de recherche sur les très basses températures (CRTBT)
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Yves BRUNET : Professeur à l’Institut national polytechnique de Grenoble (INPG) - Laboratoire d’électrotechnique de Grenoble (LEG) - Centre de recherche sur les très basses températures (CRTBT)
INTRODUCTION
La supraconductivité est un phénomène remarquable, découvert dès 1911, dont la principale propriété est de rendre le matériau parfaitement et brutalement conducteur de l’électricité en dessous d’une température dite critique . Cependant, il a fallu attendre les années 1960 pour voir les premières applications réelles des supraconducteurs qui restent néanmoins encore aujourd’hui limitées à certaines niches. La découverte d’oxydes supraconducteurs présentant des températures critiques supérieures à 80 K, d’où le terme de « supraconducteurs à haute température critique », rend possible le développement commercial des applications supraconductrices. Bien d’autres matériaux présentent une supraconductivité (cf. encadré A), ce phénomène n’est donc pas rare.
L’état supraconducteur se distingue de l’état normal par de nombreuses et diverses propriétés qui seront présentées dans cet article. Les applications seront présentées dans les articles :
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5. Champ d’irréversibilité
Le diagramme de phase d’un supraconducteur est parfois plus complexe que celui présenté figure 7 (phase Meissner et état mixte). Les vortex peuvent avoir, en effet, deux comportements principaux ; séparés par la ligne d’irréversibilité H *(T ) ( H * : champ d’irréversibilité) :
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les vortex forment un réseau, voire un verre, pouvant s’ancrer sur des défauts seulement en dessous de la ligne d’irréversibilité ;
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au-dessus, les vortex se comportent comme un liquide, sans ancrage possible et par conséquent libres de se déplacer de manière réversible ( J c = 0).
Au-delà du champ d’irréversibilité, le courant de transport est donc dissipatif. La ligne d’irréversibilité H *(T ) est par conséquent une donnée fondamentale pour l’utilisation des supraconducteurs.
Dans les supraconducteurs conventionnels, le champ d’irréversibilité est pratiquement confondu au deuxième champ critique, mais il est bien inférieur pour les supraconducteurs à haute température critique. La différence est également sensible pour le MgB 2 .
L’aimantation d’un supraconducteur, à température donnée, en fonction du champ magnétique (figure 15) montre ces comportements réversibles et irréversibles.
La figure 16 représente un diagramme de phase avec la ligne d’irréversibilité. Il n’est pas complet car d’autres phases peuvent exister.
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Champ d’irréversibilité
BIBLIOGRAPHIE
-
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(2) - BEDNORZ (J.G.), MULLER (K.) - Possible High Tc Superconductivity in the Ba-La-Cu-O system. - Z. Physik, B64, p. 189-193 (1989).
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(3) - ROSE-INNES (A.C.), RHODERICK (E.H.) - Introduction to superconductivity. - Chapitre 6, Pergamon Press (1978).
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(4) - ABRIKOSOV (A.A.) - On the magnetic properties of superconductors of the second group. - Soviet Physics JETP, vol. 5, p. 1174- 1182 (1957).
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(5) - BARDEEN (J.), STEPHEN (M.J.) - Theory of the motion of vortices in superconductors. - Physical Review, vol. 140, p. A1197-A1207 (1965).
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(6) - KIM (Y.B.), HEMPSTEAD (C.F.), STRNAD (A.R.) - Critical persistent currents in hard superconductors. - Physical...
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