approche théorique et expérimentale des principes...
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Bilan
Approche théorique et expérimentale desprincipes fondamentaux de la
supraconductivitéSoutenance orale du Travail de Maturité
Julián Cancino
Maître accompagnant : Pierre Bach, Collège Rousseau, GenèveJuré : Dr Ivan Maggio-Aprile, Université de Genève.
17 mars 2006
Julián Cancino ATEPFS
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Bilan
RésuméApproche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
RéalisationExtra-muros 2003Extra-muros 2004MaNEP Saas-Fee Summer School 2004
Bilan
Julián Cancino ATEPFS
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Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Résumé
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Bilan
Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
SC à bas Tc
Découverte"En 1911, H. Kammerlingh Onnes découvre le phénomène étonnantde la supraconductivité (SC) 1." Cette phrase, véritable leitmotivdes introductions de livres sur la SC, paraît bien froide au jourd’aujourd’hui.
Mais qu’a-t-il donc vu au juste ?
1H. Kammerlingh Onnes, Comm. Phys. Lab. Univ. Leiden 119, 120, 122 (1911).
Julián Cancino ATEPFS
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Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
SC à bas Tc
Découverte"En 1911, H. Kammerlingh Onnes découvre le phénomène étonnantde la supraconductivité (SC) 1." Cette phrase, véritable leitmotivdes introductions de livres sur la SC, paraît bien froide au jourd’aujourd’hui.
Mais qu’a-t-il donc vu au juste ?
1H. Kammerlingh Onnes, Comm. Phys. Lab. Univ. Leiden 119, 120, 122 (1911).
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Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
SC à bas Tc
La resistance du mercuredisparaît totalement endessous de 4.2 K : c’est satempérature critique (Tc ).
Les pointillés montrent lavaleur qu’aurait le mêmeélément s’il restait normal.
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Bilan
Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
SC à bas Tc
À la suite de cette découverte, on étudie de façon très systématiquede nombreux composés et on voit la SC apparaître dans :
I Des éléments purs : 9.2 K, Nb.I Des alliages métalliques : 23.3 K, Nb3Ge.I Des composés à ions magnétiques : 14.7 K, PbMo6S8.I Des composés à fermions lourds : 0.87 K, UBe13.I Des composés organiques : 1.2 K, (TMTSF)2PF6.
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Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
SC à bas Tc
À la suite de cette découverte, on étudie de façon très systématiquede nombreux composés et on voit la SC apparaître dans :
I Des éléments purs : 9.2 K, Nb.I Des alliages métalliques : 23.3 K, Nb3Ge.
I Des composés à ions magnétiques : 14.7 K, PbMo6S8.I Des composés à fermions lourds : 0.87 K, UBe13.I Des composés organiques : 1.2 K, (TMTSF)2PF6.
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Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
SC à bas Tc
À la suite de cette découverte, on étudie de façon très systématiquede nombreux composés et on voit la SC apparaître dans :
I Des éléments purs : 9.2 K, Nb.I Des alliages métalliques : 23.3 K, Nb3Ge.
I Des composés à ions magnétiques : 14.7 K, PbMo6S8.
I Des composés à fermions lourds : 0.87 K, UBe13.I Des composés organiques : 1.2 K, (TMTSF)2PF6.
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Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
SC à bas Tc
À la suite de cette découverte, on étudie de façon très systématiquede nombreux composés et on voit la SC apparaître dans :
I Des éléments purs : 9.2 K, Nb.I Des alliages métalliques : 23.3 K, Nb3Ge.I Des composés à ions magnétiques : 14.7 K, PbMo6S8.
I Des composés à fermions lourds : 0.87 K, UBe13.I Des composés organiques : 1.2 K, (TMTSF)2PF6.
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Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
SC à bas Tc
À la suite de cette découverte, on étudie de façon très systématiquede nombreux composés et on voit la SC apparaître dans :
I Des éléments purs : 9.2 K, Nb.I Des alliages métalliques : 23.3 K, Nb3Ge.I Des composés à ions magnétiques : 14.7 K, PbMo6S8.I Des composés à fermions lourds : 0.87 K, UBe13.I Des composés organiques : 1.2 K, (TMTSF)2PF6.
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Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
SC à haut Tc
Révolution suisseEn 1986, deux physiciens du centre IBM de Rüschlikon aperçoiventla SC à 38 K dans un oxyde 2. Une nouvelle ère commence.
On parle dès lors de SC à haut-Tc .
Dès l’année suivante, on passe au dessus de la température del’azote liquide (77 K) avec le composé YBa2Cu3O7−δ qui devientSC à 92 K.
Le record actuel de Tc est atteint en 1993 par le composéHg0.8Tl0.2Ba2Ca2Cu3O10 : 135 K.(Sous pression on peut encore gagner quelques degrés.)
2J. G. Bednorz and K. A. Müller, Z. Phys. B 64, 189 (1986).
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Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
SC à haut Tc
Révolution suisseEn 1986, deux physiciens du centre IBM de Rüschlikon aperçoiventla SC à 38 K dans un oxyde 2. Une nouvelle ère commence.
On parle dès lors de SC à haut-Tc .
Dès l’année suivante, on passe au dessus de la température del’azote liquide (77 K) avec le composé YBa2Cu3O7−δ qui devientSC à 92 K.
Le record actuel de Tc est atteint en 1993 par le composéHg0.8Tl0.2Ba2Ca2Cu3O10 : 135 K.(Sous pression on peut encore gagner quelques degrés.)
2J. G. Bednorz and K. A. Müller, Z. Phys. B 64, 189 (1986).
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Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
SC à haut Tc
Révolution suisseEn 1986, deux physiciens du centre IBM de Rüschlikon aperçoiventla SC à 38 K dans un oxyde 2. Une nouvelle ère commence.
On parle dès lors de SC à haut-Tc .
Dès l’année suivante, on passe au dessus de la température del’azote liquide (77 K) avec le composé YBa2Cu3O7−δ qui devientSC à 92 K.
Le record actuel de Tc est atteint en 1993 par le composéHg0.8Tl0.2Ba2Ca2Cu3O10 : 135 K.(Sous pression on peut encore gagner quelques degrés.)
2J. G. Bednorz and K. A. Müller, Z. Phys. B 64, 189 (1986).
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Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
SC à haut Tc
Révolution suisseEn 1986, deux physiciens du centre IBM de Rüschlikon aperçoiventla SC à 38 K dans un oxyde 2. Une nouvelle ère commence.
On parle dès lors de SC à haut-Tc .
Dès l’année suivante, on passe au dessus de la température del’azote liquide (77 K) avec le composé YBa2Cu3O7−δ qui devientSC à 92 K.
Le record actuel de Tc est atteint en 1993 par le composéHg0.8Tl0.2Ba2Ca2Cu3O10 : 135 K.(Sous pression on peut encore gagner quelques degrés.)
2J. G. Bednorz and K. A. Müller, Z. Phys. B 64, 189 (1986).
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Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Résistivité nulle
La propriété la plus connue des SC est celle qu’évoque leur nom :sa capacité à transporter un courant sans opposer de résistance etdonc sans dissipation d’énergie sous forme de chaleur.
Dans une boucle SC, un courant permanent pourrait persisterthéoriquement plus de 100’000 ans !
Cette propriété offre des perspectives intéressantes dans le domainedu transport de courant sans pertes.
Il serait trop réducteur de définir la SC par cette seule propriétécomme on va le voir.
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Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Résistivité nulle
La propriété la plus connue des SC est celle qu’évoque leur nom :sa capacité à transporter un courant sans opposer de résistance etdonc sans dissipation d’énergie sous forme de chaleur.
Dans une boucle SC, un courant permanent pourrait persisterthéoriquement plus de 100’000 ans !
Cette propriété offre des perspectives intéressantes dans le domainedu transport de courant sans pertes.
Il serait trop réducteur de définir la SC par cette seule propriétécomme on va le voir.
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Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Résistivité nulle
La propriété la plus connue des SC est celle qu’évoque leur nom :sa capacité à transporter un courant sans opposer de résistance etdonc sans dissipation d’énergie sous forme de chaleur.
Dans une boucle SC, un courant permanent pourrait persisterthéoriquement plus de 100’000 ans !
Cette propriété offre des perspectives intéressantes dans le domainedu transport de courant sans pertes.
Il serait trop réducteur de définir la SC par cette seule propriétécomme on va le voir.
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Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Résistivité nulle
La propriété la plus connue des SC est celle qu’évoque leur nom :sa capacité à transporter un courant sans opposer de résistance etdonc sans dissipation d’énergie sous forme de chaleur.
Dans une boucle SC, un courant permanent pourrait persisterthéoriquement plus de 100’000 ans !
Cette propriété offre des perspectives intéressantes dans le domainedu transport de courant sans pertes.
Il serait trop réducteur de définir la SC par cette seule propriétécomme on va le voir.
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Bilan
Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Effet Meißner
En 1933, W. Meißner et R. Ochsenfeld montrent que dans un SC lechamp magnétique est nul 3 :
B = 0
C. J. Gorter propose alors d’adopter cette propriété comme laprincipale caractéristique des SC.
3W. Meißner and R. Ochsenfeld, Naturwiss. 21, 787 (1933).
Julián Cancino ATEPFS
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Bilan
Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Effet Meißner
En 1933, W. Meißner et R. Ochsenfeld montrent que dans un SC lechamp magnétique est nul 3 :
B = 0
C. J. Gorter propose alors d’adopter cette propriété comme laprincipale caractéristique des SC.
3W. Meißner and R. Ochsenfeld, Naturwiss. 21, 787 (1933).
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Bilan
Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Effet Meißner
En 1933, W. Meißner et R. Ochsenfeld montrent que dans un SC lechamp magnétique est nul 3 :
B = 0
C. J. Gorter propose alors d’adopter cette propriété comme laprincipale caractéristique des SC.
3W. Meißner and R. Ochsenfeld, Naturwiss. 21, 787 (1933).
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Bilan
Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Cond. parfait, SC, Ba : champ appliqué, B : champ interne, t , TTc
Refroidissement sanschamp magnétique
Refroidissement avecchamp magnétique
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Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Cond. parfait, SC, Ba : champ appliqué, B : champ interne, t , TTc
Refroidissement sanschamp magnétique
Refroidissement avecchamp magnétique
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Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Cond. parfait, SC, Ba : champ appliqué, B : champ interne, t , TTc
Refroidissement sanschamp magnétique
Refroidissement avecchamp magnétique
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Bilan
Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Mais...
L’hypothèse de C. J. Gorter subit très vite une défaite notoire.
En effet, L. V. Shubnikov montre en 1936 que certains alliagesmétalliques présentent une conductivité infinie, mais ne rejettentpas totalement le champ magnétique au dessus d’un certain seuil.Autrement dit,
B 6= 0
On décide alors de diviser les SC en deux types.
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Bilan
Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Mais...
L’hypothèse de C. J. Gorter subit très vite une défaite notoire.
En effet, L. V. Shubnikov montre en 1936 que certains alliagesmétalliques présentent une conductivité infinie, mais ne rejettentpas totalement le champ magnétique au dessus d’un certain seuil.Autrement dit,
B 6= 0
On décide alors de diviser les SC en deux types.
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Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Mais...
L’hypothèse de C. J. Gorter subit très vite une défaite notoire.
En effet, L. V. Shubnikov montre en 1936 que certains alliagesmétalliques présentent une conductivité infinie, mais ne rejettentpas totalement le champ magnétique au dessus d’un certain seuil.Autrement dit,
B 6= 0
On décide alors de diviser les SC en deux types.
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Bilan
Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Mais...
L’hypothèse de C. J. Gorter subit très vite une défaite notoire.
En effet, L. V. Shubnikov montre en 1936 que certains alliagesmétalliques présentent une conductivité infinie, mais ne rejettentpas totalement le champ magnétique au dessus d’un certain seuil.Autrement dit,
B 6= 0
On décide alors de diviser les SC en deux types.
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Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Deux types de SC : Type-I
Ba < Bac ⇒ MeißnerBa = Bac ⇒ I ntermédiaireBa > Bac ⇒ Normal
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Bilan
Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Deux types de SC : Type-I
Ba < Bac ⇒ MeißnerBa = Bac ⇒ I ntermédiaireBa > Bac ⇒ Normal
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Bilan
Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Deux types de SC : Type-II
Ba < Bac1 < Bac2 ⇒ MeißnerBac1 < Ba < Bac2 ⇒ ShubnikovBac1 < Bac2 < Ba ⇒ Normal
Julián Cancino ATEPFS
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Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Deux types de SC : Type-II
Ba < Bac1 < Bac2 ⇒ MeißnerBac1 < Ba < Bac2 ⇒ ShubnikovBac1 < Bac2 < Ba ⇒ Normal
Julián Cancino ATEPFS
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Bilan
Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Effet isotopique
On a aussi découvert que différents isotopes du même élément ontdes Tc différent suivant la loi empirique
Tc ∝ A−α
Dans cette loi A est la masse atomique de l’élément considéré et αest un coefficient déterminé expérimentalement.
La théorie BCS prévoit α = 12 (si la SC est uniquement due aux
vibrations du réseau).
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Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Effet isotopique
On a aussi découvert que différents isotopes du même élément ontdes Tc différent suivant la loi empirique
Tc ∝ A−α
Dans cette loi A est la masse atomique de l’élément considéré et αest un coefficient déterminé expérimentalement.
La théorie BCS prévoit α = 12 (si la SC est uniquement due aux
vibrations du réseau).
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Bilan
Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Thermodynamique
Une première approche phénoménologique du phénomène de la SCpermet de mettre en évidence l’évolution des diverses grandeursthermodynamiques avec la température.
Sur la diapositive suivante, on peut voir :
I L’énergie libre F(T ),I L’entropie S(T ),I L’énergie interne U(T ),I La chaleur spécifique C(T ).
Si un champ magnétique Ba est appliqué, Tc varie selon :
Tc(Ba) = Tc(Ba = 0)√
1− Ba/Bac(T = 0)
De sorte que Ba → Bac ⇒ Tc(Ba)→ 0 .
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Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Thermodynamique
Une première approche phénoménologique du phénomène de la SCpermet de mettre en évidence l’évolution des diverses grandeursthermodynamiques avec la température.
Sur la diapositive suivante, on peut voir :
I L’énergie libre F(T ),I L’entropie S(T ),I L’énergie interne U(T ),I La chaleur spécifique C(T ).
Si un champ magnétique Ba est appliqué, Tc varie selon :
Tc(Ba) = Tc(Ba = 0)√
1− Ba/Bac(T = 0)
De sorte que Ba → Bac ⇒ Tc(Ba)→ 0 .
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Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Thermodynamique
Une première approche phénoménologique du phénomène de la SCpermet de mettre en évidence l’évolution des diverses grandeursthermodynamiques avec la température.
Sur la diapositive suivante, on peut voir :I L’énergie libre F(T ),
I L’entropie S(T ),I L’énergie interne U(T ),I La chaleur spécifique C(T ).
Si un champ magnétique Ba est appliqué, Tc varie selon :
Tc(Ba) = Tc(Ba = 0)√
1− Ba/Bac(T = 0)
De sorte que Ba → Bac ⇒ Tc(Ba)→ 0 .
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Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Thermodynamique
Une première approche phénoménologique du phénomène de la SCpermet de mettre en évidence l’évolution des diverses grandeursthermodynamiques avec la température.
Sur la diapositive suivante, on peut voir :I L’énergie libre F(T ),I L’entropie S(T ),
I L’énergie interne U(T ),I La chaleur spécifique C(T ).
Si un champ magnétique Ba est appliqué, Tc varie selon :
Tc(Ba) = Tc(Ba = 0)√
1− Ba/Bac(T = 0)
De sorte que Ba → Bac ⇒ Tc(Ba)→ 0 .
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Thermodynamique
Une première approche phénoménologique du phénomène de la SCpermet de mettre en évidence l’évolution des diverses grandeursthermodynamiques avec la température.
Sur la diapositive suivante, on peut voir :I L’énergie libre F(T ),I L’entropie S(T ),I L’énergie interne U(T ),
I La chaleur spécifique C(T ).
Si un champ magnétique Ba est appliqué, Tc varie selon :
Tc(Ba) = Tc(Ba = 0)√
1− Ba/Bac(T = 0)
De sorte que Ba → Bac ⇒ Tc(Ba)→ 0 .
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Thermodynamique
Une première approche phénoménologique du phénomène de la SCpermet de mettre en évidence l’évolution des diverses grandeursthermodynamiques avec la température.
Sur la diapositive suivante, on peut voir :I L’énergie libre F(T ),I L’entropie S(T ),I L’énergie interne U(T ),I La chaleur spécifique C(T ).
Si un champ magnétique Ba est appliqué, Tc varie selon :
Tc(Ba) = Tc(Ba = 0)√
1− Ba/Bac(T = 0)
De sorte que Ba → Bac ⇒ Tc(Ba)→ 0 .
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Thermodynamique
Une première approche phénoménologique du phénomène de la SCpermet de mettre en évidence l’évolution des diverses grandeursthermodynamiques avec la température.
Sur la diapositive suivante, on peut voir :I L’énergie libre F(T ),I L’entropie S(T ),I L’énergie interne U(T ),I La chaleur spécifique C(T ).
Si un champ magnétique Ba est appliqué, Tc varie selon :
Tc(Ba) = Tc(Ba = 0)√
1− Ba/Bac(T = 0)
De sorte que Ba → Bac ⇒ Tc(Ba)→ 0 .
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Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
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Bilan
Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Modèle des deux fluides de Gorter et Casimir 4
Inspiré du modèle expliquant les propriétés de l’hélium superfluide.
PrincipeLes électrons sont de deux types :
I Électrons normaux,I "Superélectrons".
Chaque type contribue à l’énergie totale du système en fonction desa densité relative.
La densité de superélectrons dépend de t , T/Tc :
ns(t)/n = 1− t4
4C. J. Gorter and H. G. B. Casimir, Physica 1, 306 (1934).
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Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Modèle des deux fluides de Gorter et Casimir 4
Inspiré du modèle expliquant les propriétés de l’hélium superfluide.
PrincipeLes électrons sont de deux types :
I Électrons normaux,I "Superélectrons".
Chaque type contribue à l’énergie totale du système en fonction desa densité relative.
La densité de superélectrons dépend de t , T/Tc :
ns(t)/n = 1− t4
4C. J. Gorter and H. G. B. Casimir, Physica 1, 306 (1934).
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Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Modèle des deux fluides de Gorter et Casimir 4
Inspiré du modèle expliquant les propriétés de l’hélium superfluide.
PrincipeLes électrons sont de deux types :
I Électrons normaux,
I "Superélectrons".
Chaque type contribue à l’énergie totale du système en fonction desa densité relative.
La densité de superélectrons dépend de t , T/Tc :
ns(t)/n = 1− t4
4C. J. Gorter and H. G. B. Casimir, Physica 1, 306 (1934).
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Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Modèle des deux fluides de Gorter et Casimir 4
Inspiré du modèle expliquant les propriétés de l’hélium superfluide.
PrincipeLes électrons sont de deux types :
I Électrons normaux,I "Superélectrons".
Chaque type contribue à l’énergie totale du système en fonction desa densité relative.
La densité de superélectrons dépend de t , T/Tc :
ns(t)/n = 1− t4
4C. J. Gorter and H. G. B. Casimir, Physica 1, 306 (1934).
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Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Modèle des deux fluides de Gorter et Casimir 4
Inspiré du modèle expliquant les propriétés de l’hélium superfluide.
PrincipeLes électrons sont de deux types :
I Électrons normaux,I "Superélectrons".
Chaque type contribue à l’énergie totale du système en fonction desa densité relative.
La densité de superélectrons dépend de t , T/Tc :
ns(t)/n = 1− t4
4C. J. Gorter and H. G. B. Casimir, Physica 1, 306 (1934).
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Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Modèle des deux fluides de Gorter et Casimir 4
Inspiré du modèle expliquant les propriétés de l’hélium superfluide.
PrincipeLes électrons sont de deux types :
I Électrons normaux,I "Superélectrons".
Chaque type contribue à l’énergie totale du système en fonction desa densité relative.
La densité de superélectrons dépend de t , T/Tc :
ns(t)/n = 1− t4
4C. J. Gorter and H. G. B. Casimir, Physica 1, 306 (1934).
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Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Modèle des deux fluides de Gorter et Casimir
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Bilan
Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Équations des frères London 5
Ajoutées aux équations de Maxwell, elles décrivent l’effet Meißner.
Introduit une longueur caractéristiques des SC : la profondeur depénétration du champ magnétique λ ,
√ms
µ0nsqs.
Première équation LL
E = µ0λ2 dJs
dt
Seconde équation LL
λ2∇2B = B
5F. London and H. London, Physica 2, 341 (1935).
Julián Cancino ATEPFS
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Bilan
Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Équations des frères London 5
Ajoutées aux équations de Maxwell, elles décrivent l’effet Meißner.
Introduit une longueur caractéristiques des SC : la profondeur depénétration du champ magnétique λ ,
√ms
µ0nsqs.
Première équation LL
E = µ0λ2 dJs
dt
Seconde équation LL
λ2∇2B = B
5F. London and H. London, Physica 2, 341 (1935).
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Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Équations des frères London 5
Ajoutées aux équations de Maxwell, elles décrivent l’effet Meißner.
Introduit une longueur caractéristiques des SC : la profondeur depénétration du champ magnétique λ ,
√ms
µ0nsqs.
Première équation LL
E = µ0λ2 dJs
dt
Seconde équation LL
λ2∇2B = B
5F. London and H. London, Physica 2, 341 (1935).
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Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Équations des frères London 5
Ajoutées aux équations de Maxwell, elles décrivent l’effet Meißner.
Introduit une longueur caractéristiques des SC : la profondeur depénétration du champ magnétique λ ,
√ms
µ0nsqs.
Première équation LL
E = µ0λ2 dJs
dt
Seconde équation LL
λ2∇2B = B
5F. London and H. London, Physica 2, 341 (1935).
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Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Équations des frères London
En résolvant la seconde équation LL avec comme conditions auxlimites x = 0⇒ B = Ba et x →∞⇒ B = 0, on obtient lavariation du champ magnétique à l’intérieur du SC :
B(x) = Ba e−x/λ
Dépendance en températureLe modèle GC prévoit la variation de la densité de superélectronsavec la température. Comme λ dépend de cette grandeur :
λ(t) = λ(0)√1−t4
On voit bien que t → 1⇒ λ→∞. Autrement dit, le champpénètre dans tout le matériau et la SC est détruite.
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Équations des frères London
En résolvant la seconde équation LL avec comme conditions auxlimites x = 0⇒ B = Ba et x →∞⇒ B = 0, on obtient lavariation du champ magnétique à l’intérieur du SC :
B(x) = Ba e−x/λ
Dépendance en températureLe modèle GC prévoit la variation de la densité de superélectronsavec la température. Comme λ dépend de cette grandeur :
λ(t) = λ(0)√1−t4
On voit bien que t → 1⇒ λ→∞. Autrement dit, le champpénètre dans tout le matériau et la SC est détruite.
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Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Équations des frères London
En résolvant la seconde équation LL avec comme conditions auxlimites x = 0⇒ B = Ba et x →∞⇒ B = 0, on obtient lavariation du champ magnétique à l’intérieur du SC :
B(x) = Ba e−x/λ
Dépendance en températureLe modèle GC prévoit la variation de la densité de superélectronsavec la température. Comme λ dépend de cette grandeur :
λ(t) = λ(0)√1−t4
On voit bien que t → 1⇒ λ→∞. Autrement dit, le champpénètre dans tout le matériau et la SC est détruite.
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Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Équations des frères London
En résolvant la seconde équation LL avec comme conditions auxlimites x = 0⇒ B = Ba et x →∞⇒ B = 0, on obtient lavariation du champ magnétique à l’intérieur du SC :
B(x) = Ba e−x/λ
Dépendance en températureLe modèle GC prévoit la variation de la densité de superélectronsavec la température. Comme λ dépend de cette grandeur :
λ(t) = λ(0)√1−t4
On voit bien que t → 1⇒ λ→∞. Autrement dit, le champpénètre dans tout le matériau et la SC est détruite.
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Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Équations des frères London
Julián Cancino ATEPFS
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Bilan
Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Théorie phénoménologique de Ginzburg et Landau 6
PrincipeLa transition N-SC est du second ordre et dépend d’un paramètred’ordre ψ pouvant varier dans l’espace.
Introduit une longueur caractéristique des SC : la longueur decohérence ξ.
Définit κ , λξ comme une caractéristique du matériau indépendante
de la température, dans la limite de T → Tc .
Construit une énergie libre en fonction de ψ et du vecteurpotentiel A ; puis par des condition de stabilité établit les deuxéquations GL.
6V. L. Ginzburg and L. D. Landau, JETP 20, 1064 (1950).
Julián Cancino ATEPFS
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Bilan
Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Théorie phénoménologique de Ginzburg et Landau 6
PrincipeLa transition N-SC est du second ordre et dépend d’un paramètred’ordre ψ pouvant varier dans l’espace.
Introduit une longueur caractéristique des SC : la longueur decohérence ξ.
Définit κ , λξ comme une caractéristique du matériau indépendante
de la température, dans la limite de T → Tc .
Construit une énergie libre en fonction de ψ et du vecteurpotentiel A ; puis par des condition de stabilité établit les deuxéquations GL.
6V. L. Ginzburg and L. D. Landau, JETP 20, 1064 (1950).
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Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Théorie phénoménologique de Ginzburg et Landau 6
PrincipeLa transition N-SC est du second ordre et dépend d’un paramètred’ordre ψ pouvant varier dans l’espace.
Introduit une longueur caractéristique des SC : la longueur decohérence ξ.
Définit κ , λξ comme une caractéristique du matériau indépendante
de la température, dans la limite de T → Tc .
Construit une énergie libre en fonction de ψ et du vecteurpotentiel A ; puis par des condition de stabilité établit les deuxéquations GL.
6V. L. Ginzburg and L. D. Landau, JETP 20, 1064 (1950).
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Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Théorie phénoménologique de Ginzburg et Landau 6
PrincipeLa transition N-SC est du second ordre et dépend d’un paramètred’ordre ψ pouvant varier dans l’espace.
Introduit une longueur caractéristique des SC : la longueur decohérence ξ.
Définit κ , λξ comme une caractéristique du matériau indépendante
de la température, dans la limite de T → Tc .
Construit une énergie libre en fonction de ψ et du vecteurpotentiel A ; puis par des condition de stabilité établit les deuxéquations GL.
6V. L. Ginzburg and L. D. Landau, JETP 20, 1064 (1950).
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Bilan
Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Théorie phénoménologique de Ginzburg et Landau
Première équation GL(normalisée)
ψ′′ = κ2[(A2 − 1)ψ + ψ3]
Seconde équation GL (normalisée)
A′′ = Aψ2
En résolvant la première équation GL avec comme conditions auxlimites z = 0⇒ ψ = 0 et z →∞⇒ ψ = 1, on a la variationspatiale du paramètre d’ordre :
ψ(z) = tanh(
zξ√
2
)
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Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Théorie phénoménologique de Ginzburg et Landau
Première équation GL(normalisée)
ψ′′ = κ2[(A2 − 1)ψ + ψ3]
Seconde équation GL (normalisée)
A′′ = Aψ2
En résolvant la première équation GL avec comme conditions auxlimites z = 0⇒ ψ = 0 et z →∞⇒ ψ = 1, on a la variationspatiale du paramètre d’ordre :
ψ(z) = tanh(
zξ√
2
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Théorie phénoménologique de Ginzburg et Landau
Première équation GL(normalisée)
ψ′′ = κ2[(A2 − 1)ψ + ψ3]
Seconde équation GL (normalisée)
A′′ = Aψ2
En résolvant la première équation GL avec comme conditions auxlimites z = 0⇒ ψ = 0 et z →∞⇒ ψ = 1, on a la variationspatiale du paramètre d’ordre :
ψ(z) = tanh(
zξ√
2
)
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Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Théorie phénoménologique de Ginzburg et Landau
Première équation GL(normalisée)
ψ′′ = κ2[(A2 − 1)ψ + ψ3]
Seconde équation GL (normalisée)
A′′ = Aψ2
En résolvant la première équation GL avec comme conditions auxlimites z = 0⇒ ψ = 0 et z →∞⇒ ψ = 1, on a la variationspatiale du paramètre d’ordre :
ψ(z) = tanh(
zξ√
2
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Théorie phénoménologique de Ginzburg et Landau
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Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Théorie phénoménologique de Ginzburg et Landau
Énergie de surfaceÀ l’interface entre une zone N et une zone SC, il y a une énergie desurface σns que l’on peut calculer :
σns =2B2
acλ
µ0
+∞∫−∞
1κ2ψ
′2 + B(B − Bac)dz
Par le calcul numérique de σns , on voit que
κ� 1⇒ σns > 0κ� 1⇒ σns < 0
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Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Théorie phénoménologique de Ginzburg et Landau
Énergie de surfaceÀ l’interface entre une zone N et une zone SC, il y a une énergie desurface σns que l’on peut calculer :
σns =2B2
acλ
µ0
+∞∫−∞
1κ2ψ
′2 + B(B − Bac)dz
Par le calcul numérique de σns , on voit que
κ� 1⇒ σns > 0κ� 1⇒ σns < 0
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Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Théorie phénoménologique de Ginzburg et Landau
Énergie de surfaceÀ l’interface entre une zone N et une zone SC, il y a une énergie desurface σns que l’on peut calculer :
σns =2B2
acλ
µ0
+∞∫−∞
1κ2ψ
′2 + B(B − Bac)dz
Par le calcul numérique de σns , on voit que
κ� 1⇒ σns > 0κ� 1⇒ σns < 0
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Bilan
Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Vortex d’Abrikosov 7
La théorie GL est explicitement prévue pour des matériauxrespectant la condition κ� 1 .
A. A. Abrikosov a utilisé les mesures de L. V. Shubnikov pourdévelopper sa théorie des SC ayant κ� 1 .
Deux types de SC
I κ < 1√2
: Type-I
I κ > 1√2
: Type-II
7A. A. Abrikosov, JETP 32, 1442 (1957).
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Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Vortex d’Abrikosov 7
La théorie GL est explicitement prévue pour des matériauxrespectant la condition κ� 1 .
A. A. Abrikosov a utilisé les mesures de L. V. Shubnikov pourdévelopper sa théorie des SC ayant κ� 1 .
Deux types de SC
I κ < 1√2
: Type-I
I κ > 1√2
: Type-II
7A. A. Abrikosov, JETP 32, 1442 (1957).
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Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Vortex d’Abrikosov 7
La théorie GL est explicitement prévue pour des matériauxrespectant la condition κ� 1 .
A. A. Abrikosov a utilisé les mesures de L. V. Shubnikov pourdévelopper sa théorie des SC ayant κ� 1 .
Deux types de SC
I κ < 1√2
: Type-I
I κ > 1√2
: Type-II
7A. A. Abrikosov, JETP 32, 1442 (1957).
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Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Vortex d’Abrikosov 7
La théorie GL est explicitement prévue pour des matériauxrespectant la condition κ� 1 .
A. A. Abrikosov a utilisé les mesures de L. V. Shubnikov pourdévelopper sa théorie des SC ayant κ� 1 .
Deux types de SC
I κ < 1√2
: Type-I
I κ > 1√2
: Type-II
7A. A. Abrikosov, JETP 32, 1442 (1957).
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Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Vortex d’Abrikosov 7
La théorie GL est explicitement prévue pour des matériauxrespectant la condition κ� 1 .
A. A. Abrikosov a utilisé les mesures de L. V. Shubnikov pourdévelopper sa théorie des SC ayant κ� 1 .
Deux types de SC
I κ < 1√2
: Type-I
I κ > 1√2
: Type-II
7A. A. Abrikosov, JETP 32, 1442 (1957).
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Bilan
Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Vortex d’Abrikosov
En développant de nombreux interfaces N-SC un SC de type-Iabaisse son énergie car σns < 0 !
VortexUne façon simple d’augmenter les interfaces est de laisser le champentrer dans le matériau sous forme de tubes de flux, les vortex. Cesderniers s’arrangent en un réseau régulier. Dans le cœur du vortex,le paramètre d’ordre est réduit à zéro, le gap se referme.
Imagerie par STMLe microscope à effet tunnel permet de sonder localement ladensité d’états. On peut alors localiser les vortex.
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Vortex d’Abrikosov
En développant de nombreux interfaces N-SC un SC de type-Iabaisse son énergie car σns < 0 !
VortexUne façon simple d’augmenter les interfaces est de laisser le champentrer dans le matériau sous forme de tubes de flux, les vortex. Cesderniers s’arrangent en un réseau régulier. Dans le cœur du vortex,le paramètre d’ordre est réduit à zéro, le gap se referme.
Imagerie par STMLe microscope à effet tunnel permet de sonder localement ladensité d’états. On peut alors localiser les vortex.
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Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Vortex d’Abrikosov
En développant de nombreux interfaces N-SC un SC de type-Iabaisse son énergie car σns < 0 !
VortexUne façon simple d’augmenter les interfaces est de laisser le champentrer dans le matériau sous forme de tubes de flux, les vortex. Cesderniers s’arrangent en un réseau régulier. Dans le cœur du vortex,le paramètre d’ordre est réduit à zéro, le gap se referme.
Imagerie par STMLe microscope à effet tunnel permet de sonder localement ladensité d’états. On peut alors localiser les vortex.
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Vortex d’Abrikosov
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Vortex d’Abrikosov
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Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Vortex d’Abrikosov
Quantification du fluxLe flux dans un SC ne peut prendre comme valeur que desmultiples du quantum de flux :
Φ = nΦ0 avec Φ0 = hqs
= h2qe
D’une part, ceci montre qu’on a affaire à un phénomène quantique.
D’autre part, le dénominateur 2qe a interrogé les chercheurs àl’époque. À la parution de la théorie BCS, le facteur pritlogiquement son sens : il annonçait les paires de Cooper qui ontune charge électrique deux fois plus grande que celle de l’électron.
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Vortex d’Abrikosov
Quantification du fluxLe flux dans un SC ne peut prendre comme valeur que desmultiples du quantum de flux :
Φ = nΦ0 avec Φ0 = hqs
= h2qe
D’une part, ceci montre qu’on a affaire à un phénomène quantique.
D’autre part, le dénominateur 2qe a interrogé les chercheurs àl’époque. À la parution de la théorie BCS, le facteur pritlogiquement son sens : il annonçait les paires de Cooper qui ontune charge électrique deux fois plus grande que celle de l’électron.
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Vortex d’Abrikosov
Quantification du fluxLe flux dans un SC ne peut prendre comme valeur que desmultiples du quantum de flux :
Φ = nΦ0 avec Φ0 = hqs
= h2qe
D’une part, ceci montre qu’on a affaire à un phénomène quantique.
D’autre part, le dénominateur 2qe a interrogé les chercheurs àl’époque. À la parution de la théorie BCS, le facteur pritlogiquement son sens : il annonçait les paires de Cooper qui ontune charge électrique deux fois plus grande que celle de l’électron.
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Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Théorie microscopique de Bardeen, Cooper et Schrieffer 8
Paires de CooperOn fait l’hypothèse que les phonons (vibrations du réseau) sont lesvecteurs d’une interaction attractive entre les électrons. Il se formeainsi des paires d’électrons, dites "de Cooper", ayant un spin entieret se comportant comme des bosons.
8J. Bardeen, L. N. Cooper and J. R. Schrieffer, Phys. Rev. 108, 1175 (1957).
Julián Cancino ATEPFS
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Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Théorie microscopique de Bardeen, Cooper et Schrieffer 8
Paires de CooperOn fait l’hypothèse que les phonons (vibrations du réseau) sont lesvecteurs d’une interaction attractive entre les électrons. Il se formeainsi des paires d’électrons, dites "de Cooper", ayant un spin entieret se comportant comme des bosons.
8J. Bardeen, L. N. Cooper and J. R. Schrieffer, Phys. Rev. 108, 1175 (1957).
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Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Théorie microscopique de Bardeen, Cooper et Schrieffer
Gap ∆Il existe une différence d’énergie entre ce nouvel état fondamentalet les premières excitations, les quasiparticules, qui correspondent àla brisure d’une paire de Cooper.
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Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Théorie microscopique de Bardeen, Cooper et Schrieffer
Gap ∆Il existe une différence d’énergie entre ce nouvel état fondamentalet les premières excitations, les quasiparticules, qui correspondent àla brisure d’une paire de Cooper.
Julián Cancino ATEPFS
![Page 89: Approche théorique et expérimentale des principes ...n.ethz.ch/~cancinoj/download/TM_P_Soutenance.pdfJuré : Dr Ivan Maggio-Aprile, Université de Genève. 17 mars 2006 Julián Cancino](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022051807/60083ac50eab110a7a344d2c/html5/thumbnails/89.jpg)
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Bilan
Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Théorie microscopique de Bardeen, Cooper et Schrieffer
Densité d’états et effet tunnelLe microscope à effet tunnel (STM) permet de mesurer la densitéd’états localement. Il s’agit d’un moyen performant pour étudier,par exemple, le réseau de vortex. En effet, comme les vortex sontdes zones N, la densité d’états n’est pas la même que pour leszones SC.
Rapport de BCSLa théorie prévoit aussi la valeur du rapport entre les énergies dugap et celle liée à la température critique :
2∆kBTc
= 3.52 (s-wave) 2∆kBTc
= 4.3 (d-wave)
Julián Cancino ATEPFS
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Bilan
Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Théorie microscopique de Bardeen, Cooper et Schrieffer
Densité d’états et effet tunnelLe microscope à effet tunnel (STM) permet de mesurer la densitéd’états localement. Il s’agit d’un moyen performant pour étudier,par exemple, le réseau de vortex. En effet, comme les vortex sontdes zones N, la densité d’états n’est pas la même que pour leszones SC.
Rapport de BCSLa théorie prévoit aussi la valeur du rapport entre les énergies dugap et celle liée à la température critique :
2∆kBTc
= 3.52 (s-wave) 2∆kBTc
= 4.3 (d-wave)
Julián Cancino ATEPFS
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Bilan
Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Théorie microscopique de Bardeen, Cooper et Schrieffer
Densité d’états et effet tunnelLe microscope à effet tunnel (STM) permet de mesurer la densitéd’états localement. Il s’agit d’un moyen performant pour étudier,par exemple, le réseau de vortex. En effet, comme les vortex sontdes zones N, la densité d’états n’est pas la même que pour leszones SC.
Rapport de BCSLa théorie prévoit aussi la valeur du rapport entre les énergies dugap et celle liée à la température critique :
2∆kBTc
= 3.52 (s-wave) 2∆kBTc
= 4.3 (d-wave)
Julián Cancino ATEPFS
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Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Théorie microscopique de Bardeen, Cooper et Schrieffer
Densité d’états et effet tunnelLe microscope à effet tunnel (STM) permet de mesurer la densitéd’états localement. Il s’agit d’un moyen performant pour étudier,par exemple, le réseau de vortex. En effet, comme les vortex sontdes zones N, la densité d’états n’est pas la même que pour leszones SC.
Rapport de BCSLa théorie prévoit aussi la valeur du rapport entre les énergies dugap et celle liée à la température critique :
2∆kBTc
= 3.52 (s-wave) 2∆kBTc
= 4.3 (d-wave)
Julián Cancino ATEPFS
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Bilan
Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
YBa2Cu4O8 sur l’Hélium 4
Tc = 80 K, Bac2 > 100 T, ξ = 18 Å, λ = 1700 Å, κ = 95.
Topographie
I Zones très planes,I Marches de 13.6 Å.
Julián Cancino ATEPFS
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Bilan
Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
YBa2Cu4O8 sur l’Hélium 4
Tc = 80 K, Bac2 > 100 T, ξ = 18 Å, λ = 1700 Å, κ = 95.
Topographie
I Zones très planes,I Marches de 13.6 Å.
Julián Cancino ATEPFS
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Bilan
Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
YBa2Cu4O8 sur l’Hélium 4
Tc = 80 K, Bac2 > 100 T, ξ = 18 Å, λ = 1700 Å, κ = 95.
Topographie
I Zones très planes,
I Marches de 13.6 Å.
Julián Cancino ATEPFS
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Bilan
Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
YBa2Cu4O8 sur l’Hélium 4
Tc = 80 K, Bac2 > 100 T, ξ = 18 Å, λ = 1700 Å, κ = 95.
Topographie
I Zones très planes,I Marches de 13.6 Å.
Julián Cancino ATEPFS
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Bilan
Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
YBa2Cu4O8 sur l’Hélium 4
Tc = 80 K, Bac2 > 100 T, ξ = 18 Å, λ = 1700 Å, κ = 95.
Topographie
I Zones très planes,I Marches de 13.6 Å.
Spectroscopie
I Spectres présentant un gap :∆ ≈ 20 meV ,
I 2∆kBTc
= 5.8.
Julián Cancino ATEPFS
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Bilan
Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
YBa2Cu4O8 sur l’Hélium 4
Tc = 80 K, Bac2 > 100 T, ξ = 18 Å, λ = 1700 Å, κ = 95.
Topographie
I Zones très planes,I Marches de 13.6 Å.
Spectroscopie
I Spectres présentant un gap :∆ ≈ 20 meV ,
I 2∆kBTc
= 5.8.
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Bilan
Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
YBa2Cu4O8 sur l’Hélium 4
Tc = 80 K, Bac2 > 100 T, ξ = 18 Å, λ = 1700 Å, κ = 95.
Topographie
I Zones très planes,I Marches de 13.6 Å.
Spectroscopie
I Spectres présentant un gap :∆ ≈ 20 meV ,
I 2∆kBTc
= 5.8.
Julián Cancino ATEPFS
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Bilan
Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Bi2Sr2CaCu2O8+δ sur le Mésoscaphe
Tmaxc = 92 K, Bac2 > 1000 T, ξ = 10 Å, λ = 2000 Å, κ = 200.
Topographie
I Pas très concluante,I Structures mais à des
échelles trop grandes.
Julián Cancino ATEPFS
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Bilan
Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Bi2Sr2CaCu2O8+δ sur le Mésoscaphe
Tmaxc = 92 K, Bac2 > 1000 T, ξ = 10 Å, λ = 2000 Å, κ = 200.
Topographie
I Pas très concluante,I Structures mais à des
échelles trop grandes.
Julián Cancino ATEPFS
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Bilan
Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Bi2Sr2CaCu2O8+δ sur le Mésoscaphe
Tmaxc = 92 K, Bac2 > 1000 T, ξ = 10 Å, λ = 2000 Å, κ = 200.
Topographie
I Pas très concluante,
I Structures mais à deséchelles trop grandes.
Julián Cancino ATEPFS
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Bilan
Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Bi2Sr2CaCu2O8+δ sur le Mésoscaphe
Tmaxc = 92 K, Bac2 > 1000 T, ξ = 10 Å, λ = 2000 Å, κ = 200.
Topographie
I Pas très concluante,I Structures mais à des
échelles trop grandes.
Julián Cancino ATEPFS
![Page 104: Approche théorique et expérimentale des principes ...n.ethz.ch/~cancinoj/download/TM_P_Soutenance.pdfJuré : Dr Ivan Maggio-Aprile, Université de Genève. 17 mars 2006 Julián Cancino](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022051807/60083ac50eab110a7a344d2c/html5/thumbnails/104.jpg)
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Bilan
Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Bi2Sr2CaCu2O8+δ sur le Mésoscaphe
Tmaxc = 92 K, Bac2 > 1000 T, ξ = 10 Å, λ = 2000 Å, κ = 200.
Topographie
I Pas très concluante,I Structures mais à des
échelles trop grandes.
Spectroscopie
I Spectres reproductibles sur1820 Å : ∆ ≈ 62 meV ,
I 2∆kBTc
= 16.8.
Julián Cancino ATEPFS
![Page 105: Approche théorique et expérimentale des principes ...n.ethz.ch/~cancinoj/download/TM_P_Soutenance.pdfJuré : Dr Ivan Maggio-Aprile, Université de Genève. 17 mars 2006 Julián Cancino](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022051807/60083ac50eab110a7a344d2c/html5/thumbnails/105.jpg)
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Bilan
Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Bi2Sr2CaCu2O8+δ sur le Mésoscaphe
Tmaxc = 92 K, Bac2 > 1000 T, ξ = 10 Å, λ = 2000 Å, κ = 200.
Topographie
I Pas très concluante,I Structures mais à des
échelles trop grandes.
Spectroscopie
I Spectres reproductibles sur1820 Å : ∆ ≈ 62 meV ,
I 2∆kBTc
= 16.8.
Julián Cancino ATEPFS
![Page 106: Approche théorique et expérimentale des principes ...n.ethz.ch/~cancinoj/download/TM_P_Soutenance.pdfJuré : Dr Ivan Maggio-Aprile, Université de Genève. 17 mars 2006 Julián Cancino](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022051807/60083ac50eab110a7a344d2c/html5/thumbnails/106.jpg)
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Bilan
Approche historiqueApproche empiriqueApproche théoriqueApproche expérimentale
Bi2Sr2CaCu2O8+δ sur le Mésoscaphe
Tmaxc = 92 K, Bac2 > 1000 T, ξ = 10 Å, λ = 2000 Å, κ = 200.
Topographie
I Pas très concluante,I Structures mais à des
échelles trop grandes.
Spectroscopie
I Spectres reproductibles sur1820 Å : ∆ ≈ 62 meV ,
I 2∆kBTc
= 16.8.
Julián Cancino ATEPFS
![Page 107: Approche théorique et expérimentale des principes ...n.ethz.ch/~cancinoj/download/TM_P_Soutenance.pdfJuré : Dr Ivan Maggio-Aprile, Université de Genève. 17 mars 2006 Julián Cancino](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022051807/60083ac50eab110a7a344d2c/html5/thumbnails/107.jpg)
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Bilan
Extra-muros 2003Extra-muros 2004MaNEP Saas-Fee Summer School 2004
Réalisation
Julián Cancino ATEPFS
![Page 108: Approche théorique et expérimentale des principes ...n.ethz.ch/~cancinoj/download/TM_P_Soutenance.pdfJuré : Dr Ivan Maggio-Aprile, Université de Genève. 17 mars 2006 Julián Cancino](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022051807/60083ac50eab110a7a344d2c/html5/thumbnails/108.jpg)
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Bilan
Extra-muros 2003Extra-muros 2004MaNEP Saas-Fee Summer School 2004
Extra-muros 2003
Le choix du sujet de mon TM remonte à la fin de mon premierstage dans le groupe du Prof. Ø. Fischer. Durant celui-ci, j’ai apprisles bases de ce que sont la SC et le STM 9 : je ne connaissaisabsolument rien à ces deux sujets en arrivant.
Le Dr I. Maggio-Aprile s’est occupé de m’expliquer la plus grandepartie des sujets. Les autres membres du groupe répondaientégalement volontiers à mes questions. Ce stage m’a permis de mesensibiliser au climat de la recherche.
9J. Cancino, Quand le supraconducteur découvre l’humain, Collège Rousseau, Genève, 2003, 46 pp.
Julián Cancino ATEPFS
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Bilan
Extra-muros 2003Extra-muros 2004MaNEP Saas-Fee Summer School 2004
Extra-muros 2003
Le choix du sujet de mon TM remonte à la fin de mon premierstage dans le groupe du Prof. Ø. Fischer. Durant celui-ci, j’ai apprisles bases de ce que sont la SC et le STM 9 : je ne connaissaisabsolument rien à ces deux sujets en arrivant.
Le Dr I. Maggio-Aprile s’est occupé de m’expliquer la plus grandepartie des sujets. Les autres membres du groupe répondaientégalement volontiers à mes questions. Ce stage m’a permis de mesensibiliser au climat de la recherche.
9J. Cancino, Quand le supraconducteur découvre l’humain, Collège Rousseau, Genève, 2003, 46 pp.
Julián Cancino ATEPFS
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Bilan
Extra-muros 2003Extra-muros 2004MaNEP Saas-Fee Summer School 2004
Extra-muros 2004
Ayant choisi mon sujet de TM, j’ai eu la chance d’avoir la possibilitéde réintégrer le groupe durant un second stage de trois mois.
Cette fois-ci, le TM était l’occupation dominante (lecture, calculs,rédaction). Tous les membres du groupe, et plus particulièrementCédric Dubois, m’ont accordé un temps non négligeable enexplications.
Actuellement, le groupe rédige un article scientifique pour Reviewof Modern Physics au sujet des recherches sur les SC à haut-Tc parSTM. J’ai eu l’occasion d’apporter ma modeste contribution enrecherchant et traitant des données qui serviront pour cet article.
Julián Cancino ATEPFS
![Page 111: Approche théorique et expérimentale des principes ...n.ethz.ch/~cancinoj/download/TM_P_Soutenance.pdfJuré : Dr Ivan Maggio-Aprile, Université de Genève. 17 mars 2006 Julián Cancino](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022051807/60083ac50eab110a7a344d2c/html5/thumbnails/111.jpg)
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Bilan
Extra-muros 2003Extra-muros 2004MaNEP Saas-Fee Summer School 2004
Extra-muros 2004
Ayant choisi mon sujet de TM, j’ai eu la chance d’avoir la possibilitéde réintégrer le groupe durant un second stage de trois mois.
Cette fois-ci, le TM était l’occupation dominante (lecture, calculs,rédaction). Tous les membres du groupe, et plus particulièrementCédric Dubois, m’ont accordé un temps non négligeable enexplications.
Actuellement, le groupe rédige un article scientifique pour Reviewof Modern Physics au sujet des recherches sur les SC à haut-Tc parSTM. J’ai eu l’occasion d’apporter ma modeste contribution enrecherchant et traitant des données qui serviront pour cet article.
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Bilan
Extra-muros 2003Extra-muros 2004MaNEP Saas-Fee Summer School 2004
Extra-muros 2004
Ayant choisi mon sujet de TM, j’ai eu la chance d’avoir la possibilitéde réintégrer le groupe durant un second stage de trois mois.
Cette fois-ci, le TM était l’occupation dominante (lecture, calculs,rédaction). Tous les membres du groupe, et plus particulièrementCédric Dubois, m’ont accordé un temps non négligeable enexplications.
Actuellement, le groupe rédige un article scientifique pour Reviewof Modern Physics au sujet des recherches sur les SC à haut-Tc parSTM. J’ai eu l’occasion d’apporter ma modeste contribution enrecherchant et traitant des données qui serviront pour cet article.
Julián Cancino ATEPFS
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Bilan
Extra-muros 2003Extra-muros 2004MaNEP Saas-Fee Summer School 2004
Extra-muros 2004
RevueLa figure qui va suivre contient les données récoltées au sujet duBi2Sr2CaCu2O8+δ .La courbe verte représente ce qu’on s’attend à voir dans un SCd-wave.Les points montrent ce qui est mesuré dans ce composé.La droite rouge est une régression linéaire des points montrant latendance des mesures.Certains théoriciens aimeraient bien que la droite intercepte laparabole au sommet pour qu’apparaisse un point critique quantique.La recherche dans la littérature semble ne pas appuyer cetteaffirmation.
Julián Cancino ATEPFS
![Page 114: Approche théorique et expérimentale des principes ...n.ethz.ch/~cancinoj/download/TM_P_Soutenance.pdfJuré : Dr Ivan Maggio-Aprile, Université de Genève. 17 mars 2006 Julián Cancino](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022051807/60083ac50eab110a7a344d2c/html5/thumbnails/114.jpg)
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Bilan
Extra-muros 2003Extra-muros 2004MaNEP Saas-Fee Summer School 2004
Extra-muros 2004
Julián Cancino ATEPFS
![Page 115: Approche théorique et expérimentale des principes ...n.ethz.ch/~cancinoj/download/TM_P_Soutenance.pdfJuré : Dr Ivan Maggio-Aprile, Université de Genève. 17 mars 2006 Julián Cancino](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022051807/60083ac50eab110a7a344d2c/html5/thumbnails/115.jpg)
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Bilan
Extra-muros 2003Extra-muros 2004MaNEP Saas-Fee Summer School 2004
MaNEP Saas-Fee Summer School 2004
Finalement, grâce à la proposition du Dr Alfred Manuel, j’aiparticipé à la première école d’été de MaNEP à Saas-Fee.
Cette dernière a été une sorte de grande révision pour la rédactionde la fin de mon TM, mais elle m’a également permis d’être aucourant des dernières avancées en sur les SC : un nouveau composéSC à 1.5 K, le Sr2RuO4, y a été présenté.
J’ai pu y rencontrer et écouter des gens spécialistes dans ledomaine de la SC venus du monde entier.
Julián Cancino ATEPFS
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Bilan
Extra-muros 2003Extra-muros 2004MaNEP Saas-Fee Summer School 2004
MaNEP Saas-Fee Summer School 2004
Finalement, grâce à la proposition du Dr Alfred Manuel, j’aiparticipé à la première école d’été de MaNEP à Saas-Fee.
Cette dernière a été une sorte de grande révision pour la rédactionde la fin de mon TM, mais elle m’a également permis d’être aucourant des dernières avancées en sur les SC : un nouveau composéSC à 1.5 K, le Sr2RuO4, y a été présenté.
J’ai pu y rencontrer et écouter des gens spécialistes dans ledomaine de la SC venus du monde entier.
Julián Cancino ATEPFS
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Bilan
Extra-muros 2003Extra-muros 2004MaNEP Saas-Fee Summer School 2004
MaNEP Saas-Fee Summer School 2004
Finalement, grâce à la proposition du Dr Alfred Manuel, j’aiparticipé à la première école d’été de MaNEP à Saas-Fee.
Cette dernière a été une sorte de grande révision pour la rédactionde la fin de mon TM, mais elle m’a également permis d’être aucourant des dernières avancées en sur les SC : un nouveau composéSC à 1.5 K, le Sr2RuO4, y a été présenté.
J’ai pu y rencontrer et écouter des gens spécialistes dans ledomaine de la SC venus du monde entier.
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Bilan
Bilan
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Bilan
Bilan du travail
ConnaissancesCette recherche m’a permis d’apprendre et d’approfondirénormément mes connaissances en physique des SC.
MéthodologieLa rédaction du TM, les recherches expérimentales ainsi que dansla littérature spécialisée m’ont appris les bases de la méthodescientifique. J’ai aussi utilisé la méthode cartésienne en particulierpour les sources sur Internet qui sont peu fiables à ce que j’ai puconstater.
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Bilan
Bilan du travail
ConnaissancesCette recherche m’a permis d’apprendre et d’approfondirénormément mes connaissances en physique des SC.
MéthodologieLa rédaction du TM, les recherches expérimentales ainsi que dansla littérature spécialisée m’ont appris les bases de la méthodescientifique. J’ai aussi utilisé la méthode cartésienne en particulierpour les sources sur Internet qui sont peu fiables à ce que j’ai puconstater.
Julián Cancino ATEPFS
![Page 121: Approche théorique et expérimentale des principes ...n.ethz.ch/~cancinoj/download/TM_P_Soutenance.pdfJuré : Dr Ivan Maggio-Aprile, Université de Genève. 17 mars 2006 Julián Cancino](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022051807/60083ac50eab110a7a344d2c/html5/thumbnails/121.jpg)
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Bilan
Bilan du Travail
RencontresPar ce travail, je suis entré en contact avec des gens passionnés etpassionnants qui m’ont aidé et envers lesquels je suis énormémentreconnaissant.
AvenirJ’ai été sélectionné pour le concours national La science appelle lesjeunes qui aura lieu du 22 au 24 avril 2005 à Lucerne. De plus, jecompte participer au Prix des matériaux de l’EPF de Lausanne.
Julián Cancino ATEPFS
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Bilan
Bilan du Travail
RencontresPar ce travail, je suis entré en contact avec des gens passionnés etpassionnants qui m’ont aidé et envers lesquels je suis énormémentreconnaissant.
AvenirJ’ai été sélectionné pour le concours national La science appelle lesjeunes qui aura lieu du 22 au 24 avril 2005 à Lucerne. De plus, jecompte participer au Prix des matériaux de l’EPF de Lausanne.
Julián Cancino ATEPFS
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Bilan
"Fais-le, ou ne le fais pas, mais il n’y a pas d’essai !"Yoda, in Star Wars.
Merci !
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"Fais-le, ou ne le fais pas, mais il n’y a pas d’essai !"Yoda, in Star Wars.
Merci !
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