Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
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 :
-
Supraconducteurs – Structure et comportement des fils Supraconducteurs- Structure et comportement des fils ;
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Supraconducteurs – Environnement et applications Supraconducteurs- Environnement et applications.
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Courant ou densité de courant critique
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3. Diagramme de phase. Types de supraconductivité
À une température donnée, inférieure à la température critique (Tc ), la supraconductivité est détruite par un champ magnétique, supérieur à un seuil appelé champ critique (Hc ). Le champ critique varie avec la température suivant la loi approximative :
Certains matériaux, comme les oxydes supraconducteurs, présentent des anisotropies de champ critique selon leurs axes cristallographiques.
Les supraconducteurs présentent, sous champ magnétique, principalement deux comportements qui définissent deux types de supraconductivité (figure 6) :
-
type I ou de première espèce ;
-
type II ou de deuxième espèce.
L’induction magnétique représentée sur la figure 6 correspond à l’induction magnétique moyenne à travers la section du supraconducteur, obtenue par exemple par une mesure d’aimantation.
3.1 Supraconducteurs de type I (ou de première espèce)
Les supraconducteurs de type I sont caractérisés par un champ critique unique Hc en dessous duquel le matériau est entièrement dans l’état supraconducteur avec expulsion totale du flux, sauf à la périphérie du matériau sur une épaisseur égale à la longueur de pénétration de London
. L’induction moyenne est nulle dès que la dimension de l’échantillon dépasse la longueur de pénétration de London, soit quelques dizaines de nanomètres.
La faible valeur de Hc (µ 0 H c < 0,1 T ) limite l’intérêt de ces matériaux pour des applications.
La figure 6a est valable seulement pour un champ démagnétisant nul, soit pour des géométries particulières comme de longs cylindres parallèles au champ extérieur...
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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).
-
(3) - ROSE-INNES (A.C.), RHODERICK (E.H.) - Introduction to superconductivity. - Chapitre 6, Pergamon Press (1978).
-
(4) - ABRIKOSOV (A.A.) - On the magnetic properties of superconductors of the second group. - Soviet Physics JETP, vol. 5, p. 1174- 1182 (1957).
-
(5) - BARDEEN (J.), STEPHEN (M.J.) - Theory of the motion of vortices in superconductors. - Physical Review, vol. 140, p. A1197-A1207 (1965).
-
(6) - KIM (Y.B.), HEMPSTEAD (C.F.), STRNAD (A.R.) - Critical persistent currents in hard superconductors. - ...
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