"C'est Kamerling ONNES qui observa pour la première fois ce phénomène à Leide en 1911, trois ans après avoir réalisé la première liquéfaction de l'hélium. `A une température critique T_c, l'échantillon voit une transition de phase d'un état de résistivité électrique normale, à un état supraconducteur" (1) Il a observé ce phénomène dans le mercure, donc un élément et pas un composé complexe du tout.
Il y a deux propriétés importante pour en matériau en état de supraconduction: résistivité nulle et propriété de diamagnétisme parfait (effet Meisner). Une résistivité nulle implique ce qu'elle implique, la résitance d'un supraconducteur est nulle. Le diamagnétisme, est cette propriété du matériau qui tend à annuller le champ magnétique dans le milieu. Le diamagnétisme parfait voudrait que le champ magnétique soit annulé complètement dans le supra, plutôt que partiellement dans un diamagnétique 'ordinaire' disons. L'effet Meisner se résume plus ou moins à une génération de courant de surface pour faire en sorte d'annuller le champ magnétique qui provient de l'extérieur. En somme on impose un courant de surface tel que le champ magnétique généré par ces derniers (les courants de surfaces) soit de grandeur égale et opposée au champ magnétique externe.
Il existe, pour l'instant trois type de supraconducteurs: les supraconducteurs dits de 'type I', les supraconducteur dit de 'type II' et les supraconducteurs dit 'à haute température critique'. Le fonctionnement des supraconducteurs de type I et II est bien connu et est expliqué par la théorie BCS. Ce sont généralement des composés simple, voir même des éléments (comme le mercure par exemple). Il sont souvent isotropes (peut-être même toujours). C'est-à-dire que leurs propriétés sont les même dans toutes les directions de l'espace (supraconducteur tri-dimensionel, si on veut). Il y a deux façon de 'tuer' la supraconduction: la première est de chauffer le supra pour qu'il atteigne une température supérieure à T_c. La seconde est d'exercer un champ magnétique très grand. En effet, les supraconducteurs 'repoussent' les lignes de champ magnétique, mais juste qu'à une certaine limite. Heureusement pour nous, en pratique, mais malheureusement pour la recherche, plus T_c est grand plus le champ magnétique critique et grand aussi.
La différence entre un supra de type I et un supra de type II est la suivante: un supra de type I est un supra 'pur', alors que le supra de type II est un 'alliage' de deux supras. Un supra de type II a deux T_c différentes et deux valeur de champ critique différentes. Avant d'atteindre T_c1, un supra de type II se comporte exactement comme un supra de type I. Une fois dépassé T_c1, on observe certaine différences. Une fois passé T_c2, on perd la supra (ceci est aussi vrai pour le champ magnétique).
La théorie BCS s'explique avec la théorie des bandes, une théorie microscopique. Il n'y a absoluement rien de macroscopique dans la supraconduction (à l'exception, évidemment, des propriétés thermodynamiques et intrinscèquements marcoscopiques, comme par exemple l'aimantation, la résistivité, le volume et la pression, etc). Si je ne m'abuse (cela veut dire: sous toute réserve), il y a interaction électron-phonon dans un supra conducteur conventionnel (cad de type I ou II). Je ne me souvient plus si le spin de l'électron trouve une importance là-dedans (j'imagine que oui, une paire de Cooper est probablement formée d'un spin up et d'un down), je pourrai surment faire un retour là-dessus au courant de la session prochaine, où je suiverai (enfin) mes cours de maîtrise.
Les supraconducteurs à haute T_c sont généralement anisotropique, c'est-à-dire que leurs propriétés ne sont pas les mêmes dans toutes les directions. Personnellement, je travaille sur des supraconduteur bi-dimensionnel. Mais il existe aussi des supraconducteurs unidimensionnel, et même des supraconducteurs organiques (c'est-à-dire formés de carbone). Ils ont été découvers en 1988. Il existe un gigantesque répertoire de données expérimentales sur le sujet. C'est les théoriciens qui sont en retard dans ce domaine. Les expérimentateurs travaillent déjà sur les applications technologiques, alors que les théoriciens ont peine à avancer. Pour citer quelques modèles, pour expliquer la supra haute T_c Il existe en autre le modèle de Hubbard (pas le Hubbard de $cientologie, un autre, dont personne, semble-t-il ne connait le prénom autrement que par J.), la théorie des champs moyens dynamiques (traduction libre de dynamic mean field theory), et autres que j'oublie.
Voilà je pense que ça fais le tour de l'intro à la supra et somme toute que Gatti dit vraiment n'importe quoi.
Charles KITTEL, Physique de l'état Solide, 7ième édition, p 305
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