Transparents sur les supraconducteurs

SUPRACONDUCTIVITE
M1 Phytem- E. Deleporte – 2005/2006
PLAN!DU COURS
I)
Introduction!: résistivité à basse température
II)
Matériaux supraconducteurs
1) Eléments purs
2) Alliages et composés
3) Rôle industriel
III)
Supraconducteurs dans un champ magnétique
1) Destruction de la supraconductivité par un champ magnétique!: champ
magnétique critique
2) Effet Meissner
3) Equation de London, profondeur de pénétration
4) Quantification du flux magnétique!: paires de Cooper
5) Existence de supraconducteurs de type-II
IV)
Thermodynamique des supraconducteurs!
1) Entropie
2) Energie de liaison des paires de Cooper
V)
Origine microscopique de la supraconductivité
1) Effet isotopique
2) Interaction électron-phonon!: appariement des électrons en paires de Cooper
TRAVAUX DIRIGES!:
Lévitation d’un aimant au-dessus d’un supraconducteur.
BIBLIOGRAPHIE!:
Ouvrages destinés aux étudiants de maîtrise!:
• C. Kittel!: «!Introduction à la physique de l’état solide!»
• NW Ashcroft and N.D. Mermin!: «!Solid State Physics!»
Ouvrages plus avancés!:
• DR Tilley and J. Tilley!: «!Superfluidity and Supraconductivity!»
• V.Z. Krézin and S.A. Wolf!: «!Fundamentals of Superconductivity!»
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I)
Découverte de la supraconductivité du mercure
(H. Kamerlingh-Onnes, 1911).
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Accroissement de la température critique avec le temps
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II-1)
Quelques valeurs des températures critiques Tc
et des champs magnétiques critiques Hc.
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II-2)
Températures critiques pour quelques composés
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III-1)
Destruction de la supraconductivité par les champs magnétiques
Champ critique en fonction de la température
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III-2)
Effet Meissner
dans une sphère supraconductrice refroidie dans un champ magnétique
constant
Ejection des lignes d’induction
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III-3)
Pénétration d’un champ magnétique dans un supraconducteur semi-infini
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III-4)
Quantification du flux magnétique
Contour d’intégration C à
l’intérieur d’un anneau
supraconducteur
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III-5)
Aimantation en fonction du champ magnétique appliqué
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Etat mixte d’un supraconducteur de type II
Réseau triangulaire de réseaux de vortex émergeant de la surface d’une feuille de
supraconducteur Pb0.98In0.2, dans un champ magnétiqu de 80 Gauss normal à la surface. Les
vortex sont révélés par la coagulation de fines particules ferromagnétiques. Les vortex sont
environ à 0.5 mm les uns des autres.
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IV-1)
Entropie S de l’aluminium dans l’état normal et dans l’état
supraconducteur en fonction en la température.
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IV-2)
Mesures de l’absorption micro-onde en fonction de la fréquence dans
l’Indium supraconducteur pour T<<Tc.
L’absoption normalisée à celle mesurée dans l’état normal est reportée en fonction de la
fréquence normaliisée à la température critique. Un seuil d’absorption est observée pour
hw = 3.8 kTc.
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Valeurs réduites de la bande interdite observée Eg(T)/Eg(0) en fonction de la
température réduite T/Tc
(La courbe en traits pleins est tracée d’après la théorie BCS)
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V-1)
Effet isotopique
Variarion de la température critique de l’étain en fonction de la masse atooique dans un
diagramme log-log. La courbe en pointillés correspond à une loi en 1 M .
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V-2)
Interaction électron-phonon
Déplacement des ions induit par un électron dans un solide
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