« Cuprate supraconducteur » : différence entre les versions
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[[Fichier:Timeline_of_Superconductivity_from_1900_to_2015.svg|vignette|462x462px|Chronologie du supraconducteur. Les cuprates sont affichés sous forme de diamants bleus, le [[diborure de magnésium]] et les autres [[Théorie BCS|supraconducteurs BCS]] s'affichent sous forme de cercles verts et les [[Supraconducteur à base de fer|supraconducteurs à base de fer]] sous forme de carrés jaunes. Les cuprates sont actuellement les supraconducteurs à température la plus élevée, qui conviennent aux fils et aux électroaimants supraconducteurs.]] |
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L'intérêt pour les [[cuprate]]s a fortement augmenté en 1986 avec la découverte de la [[Supraconducteur à haute température|supraconductivité à haute température]] dans l'[[oxyde mixte de baryum, de cuivre et de lanthane]]. La [[température critique]] (''T''<sub>c</sub>) pour ce [[matériau]] était de {{nb|35 K}}, bien au-dessus du précédent record de {{nb|23 K}}<ref name="Bedn1986">{{Article |langue=en|auteur1=J. G. Bednorz |auteur2=K. A. Mueller |titre=Possible high ''T''<sub>C</sub> superconductivity in the Ba-La-Cu-O system |périodique=Z. Phys. B |volume=64 |numéro=2 |année=1986 |doi=10.1007/BF01303701 |bibcode=1986ZPhyB..64..189B |pages=189–193}}</ref>. Des milliers de publications couvrent la supraconductivité des cuprates entre 1986 et 2001<ref name="Buch2001">{{Article |langue=en|auteur=Mark Buchanan |titre=Mind the pseudogap |périodique=Nature |volume=409 |numéro=6816 |année=2001 |pmid=11343081 |doi=10.1038/35051238 |pages=8–11}}</ref>, et Bednorz et Müller ont reçu le [[prix Nobel de physique]] un an seulement après leur découverte<ref name="nobel">{{en}} [http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1987/bednorz-autobio.html Nobel prize autobiography], sur ''nobelprize.org''.</ref>. |
L'intérêt pour les [[cuprate]]s a fortement augmenté en 1986 avec la découverte de la [[Supraconducteur à haute température|supraconductivité à haute température]] dans l'[[oxyde mixte de baryum, de cuivre et de lanthane]] (LBCO). La [[température critique]] (''T''<sub>c</sub>) pour ce [[matériau]] était de {{nb|35 K}}, bien au-dessus du précédent record de {{nb|23 K}}<ref name="Bedn1986">{{Article |langue=en|auteur1=J. G. Bednorz |auteur2=K. A. Mueller |titre=Possible high ''T''<sub>C</sub> superconductivity in the Ba-La-Cu-O system |périodique=Z. Phys. B |volume=64 |numéro=2 |année=1986 |doi=10.1007/BF01303701 |bibcode=1986ZPhyB..64..189B |pages=189–193}}</ref>. Des milliers de publications couvrent la supraconductivité des cuprates entre 1986 et 2001<ref name="Buch2001">{{Article |langue=en|auteur=Mark Buchanan |titre=Mind the pseudogap |périodique=[[Nature (revue)|Nature]] |volume=409 |numéro=6816 |année=2001 |pmid=11343081 |doi=10.1038/35051238 |pages=8–11}}</ref>, et Bednorz et Müller ont reçu le [[prix Nobel de physique]] un an seulement après leur découverte<ref name="nobel">{{en}} [http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1987/bednorz-autobio.html Nobel prize autobiography], sur ''nobelprize.org''.</ref>. |
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À partir de 1986, de nombreux cuprates supraconducteurs ont été identifiés et peuvent être classés en trois groupes sur un [[diagramme de phase]] température critique en fonction de la teneur en trous d'oxygène et de la teneur en trous de cuivre : |
À partir de 1986, de nombreux cuprates supraconducteurs ont été identifiés et peuvent être classés en trois groupes sur un [[diagramme de phase]] température critique en fonction de la teneur en trous d'oxygène et de la teneur en trous de cuivre : |
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* '''[[Oxyde mixte de baryum, de cuivre et de lanthane|lanthane, baryum-]]''' (LB-CO), ''T''<sub>c</sub> = {{nb|35 K}} ; |
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[[Fichier:Bi2212_Unit_Cell.png|vignette| La cellule unitaire du cuprate supraconducteur à haute température BSCCO-2212. ]] |
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Les cuprates supraconducteurs contiennent généralement des oxydes de cuivre dans les états d'oxydation 3+ et 2+. Par exemple, YBa<sub>2</sub>Cu<sub>3</sub>O<sub>7</sub> est décrit comme Y<sup>3+</sup>(Ba<sup>2+</sup>)<sub>2</sub>(Cu<sup>3+</sup>)(Cu<sup>2+</sup>)<sub>2</sub>(O<sup>2−</sup>)<sub>7</sub>. |
Les cuprates supraconducteurs contiennent généralement des oxydes de cuivre dans les états d'oxydation 3+ et 2+. Par exemple, YBa<sub>2</sub>Cu<sub>3</sub>O<sub>7</sub> est décrit comme Y<sup>3+</sup>(Ba<sup>2+</sup>)<sub>2</sub>(Cu<sup>3+</sup>)(Cu<sup>2+</sup>)<sub>2</sub>(O<sup>2−</sup>)<sub>7</sub>. |
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Tous les cuprates supraconducteurs sont des matériaux en couches ayant une structure complexe décrite comme un super-réseau de couches de CuO<sub>2</sub> supraconductrices séparées par des couches d'espacement, où la déformation entre les différentes couches et les dopants dans les espaceurs induit une hétérogénéité complexe qui, dans le scénario des super-bandes, est intrinsèque aux hautes températures de supraconductivité. |
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{{Traduire|code de langue = en|texte original = All superconducting cuprates are layered materials having a complex structure described as a superlattice of superconducting CuO<sub>2</sub> layers separated by spacer layers, where the misfit strain between different layers and dopants in the spacers induce a complex heterogeneity that in the superstripes scenario is intrinsic for high-temperature superconductivity. |
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|traduction = ''proposition de traduction''}} |
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== Applications == |
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Dernière version du 2 août 2023 à 12:17
Les cuprates supraconducteurs sont des supraconducteurs à haute température constitués de couches d'oxyde de cuivre (CuO2) alternant avec des couches de réservoirs de charge (CR), qui sont des oxydes d'autres métaux.
Histoire
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L'intérêt pour les cuprates a fortement augmenté en 1986 avec la découverte de la supraconductivité à haute température dans l'oxyde mixte de baryum, de cuivre et de lanthane (LBCO). La température critique (Tc) pour ce matériau était de 35 K, bien au-dessus du précédent record de 23 K[1]. Des milliers de publications couvrent la supraconductivité des cuprates entre 1986 et 2001[2], et Bednorz et Müller ont reçu le prix Nobel de physique un an seulement après leur découverte[3].
À partir de 1986, de nombreux cuprates supraconducteurs ont été identifiés et peuvent être classés en trois groupes sur un diagramme de phase température critique en fonction de la teneur en trous d'oxygène et de la teneur en trous de cuivre :
- lanthane, baryum- (LB-CO), Tc = 35 K ;
- yttrium, baryum- (YB-CO), Tc = 60 K ;
- à base de Bi, Tl, Hg :
- bismuth, strontium, calcium- (BiSC-CO), Tc = 95 K,
- thallium, baryum, calcium- (TBC-CO), Tc = 125 K[4],
- mercure, baryum, calcium- (HgBC-CO) 1993, avec Tc = 135 K, actuellement la température critique de cuprate la plus élevée[5],[6].
Structure
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Les cuprates supraconducteurs contiennent généralement des oxydes de cuivre dans les états d'oxydation 3+ et 2+. Par exemple, YBa2Cu3O7 est décrit comme Y3+(Ba2+)2(Cu3+)(Cu2+)2(O2−)7.
Tous les cuprates supraconducteurs sont des matériaux en couches ayant une structure complexe décrite comme un super-réseau de couches de CuO2 supraconductrices séparées par des couches d'espacement, où la déformation entre les différentes couches et les dopants dans les espaceurs induit une hétérogénéité complexe qui, dans le scénario des super-bandes, est intrinsèque aux hautes températures de supraconductivité.
Applications
[modifier | modifier le code]Les supraconducteurs BSCCO ont déjà des applications à grande échelle. Par exemple, des dizaines de kilomètres de câbles supraconducteurs BSCCO-2223 à 77 K sont utilisés dans les conducteurs du Grand collisionneur de hadrons du CERN[7] (mais les bobines de champ principal utilisent des supraconducteurs métalliques à plus basse température, principalement à base de niobium – étain).
Notes et références
[modifier | modifier le code]- (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Cuprate superconductor » (voir la liste des auteurs).
- (en) J. G. Bednorz et K. A. Mueller, « Possible high TC superconductivity in the Ba-La-Cu-O system », Z. Phys. B, vol. 64, no 2, , p. 189–193 (DOI 10.1007/BF01303701, Bibcode 1986ZPhyB..64..189B)
- (en) Mark Buchanan, « Mind the pseudogap », Nature, vol. 409, no 6816, , p. 8–11 (PMID 11343081, DOI 10.1038/35051238)
- (en) Nobel prize autobiography, sur nobelprize.org.
- (en) Sheng et Hermann A. M., « Bulk superconductivity at 120 K in the Tl–Ca/Ba–Cu–O system », Nature, vol. 332, no 6160, , p. 138–139 (DOI 10.1038/332138a0, Bibcode 1988Natur.332..138S)
- (en) Schilling, Cantoni, Guo et Ott, « Superconductivity above 130 K in the Hg–Ba–Ca–Cu–O system », Nature, vol. 363, no 6424, , p. 56–58 (DOI 10.1038/363056a0, Bibcode 1993Natur.363...56S)
- (en) Lee, « From high temperature superconductivity to quantum spin liquid: progress in strong correlation physics », Reports on Progress in Physics, vol. 71, , p. 012501 (DOI 10.1088/0034-4885/71/1/012501, Bibcode 2008RPPh...71a2501L, arXiv 0708.2115)
- (en) Amalia Ballarino, « HTS materials for LHC current leads », CERN, (lire en ligne)
Annexes
[modifier | modifier le code]Articles connexes
[modifier | modifier le code]Bibliographie
[modifier | modifier le code]- (en) Rybicki, D., Jurkutat, M., Reichardt, S. et al., Perspective on the phase diagram of cuprate high-temperature supraconductors [PDF], Nat. Commun., 7, no 11413, 2016, DOI 10.1038/ncomms11413.
