06/02/2013 - Progrès réalisés dans le transport d'électricité chez les supraconducteurs

Menéame

Chercheurs de l’Institut des Enquête sur la Nanoscience d’Aragon (INA) de l’Université de Saragosse (UZ) et du Institut de science des matériaux d’Aragon (ICMA, institut mixte UZ-CSIC) ont obtenu dans une étude internationale une nouvelle méthode pour améliorer latransport de courant électrique dans des matériaux supraconducteurs, sans perte et de manière plus accessible et à moindre coût.

Dans l’étude, Magnetic field-induced dissolution-free state in superconducting nanostructures, qui publie aujourd'hui Nature Communications, ont participé les scientifiques Ricardo Ibarra, Javier Sesé, Rosa Córdoba, de la part de l’INA, et José María De Teresa, de la par la ICMA.

Los Superconducteurs peuvent transporter le courant électrique sans perte - résistance zéro - en dessous de quelques valeurs de température et champ magnétique, les appels critiques. Cependant, dans la pratique, il est indispensable de refroidir les superconducteurs bien en dessous de la température critique, car leurs propriétés se dégradent sensiblement à proximité de ces valeurs critiques.

Ce refroidissement est coûteux et les chercheurs recherchent depuis des décennies des méthodes permettant d’obtenir une résistance zéro près de ces valeurs critiques, c’est-à-dire d’obtenir les mêmes propriétés et efficacité dans le transport du courant électrique, mais à des températures plus proches de la température ambiante. En règle générale, l’apparition de résistance électrique chez les superconducteurs est associée au mouvement des vortex, minuscules "tournés quantiques" formés de couples d’électrons circulant autour d’un noyau de taille nanométrique.

Maintenant, dans le nouveau travail, une nouvelle méthode est fournie pour immobiliser ces vortex, de telle sorte qu’il est possible d’augmenter, jusqu'à près des valeurs critiques, la gamme du transport de courant sans perte.

Mais en outre, les auteurs de cette enquête ont préparé des échantillons supraconducteurs de diverses géométries en utilisant techniques de nanofabrication très avancées existant dans le Laboratoire de microscopie avancée de l’Université de Saragosse. Ainsi, ils ont trouvé des géométries qui sont particulièrement efficaces pour empêcher le mouvement des vortex juste quand il est plus nuisible pour la superconductivité: près des valeurs critiques.

Voie de recherche des vortics dans les nanostructures

Cette recherche ouvre une nouvelle voie pour la recherche de vortex dans les nanostructures. L’article propose de nouveaux concepts, tels que des fils, avec des dimensions latérales telles que seule une rangée de vortex peut entrer, créent des barrières latérales. Celles-ci poussent au fur et à mesure que les vortex sont plus unis et qu’ils les maintiennent fixés d’une manière très efficace, même si la température augmente dans une certaine plage.

Le résultat est "surpris" selon les auteurs. La résistance électrique des superconducteurs étudiés chute brusquement en augmentant la température ou le champ magnétique, juste quand on s’attendrait à ce que la superconductivité disparaisse.

Les chercheurs poursuivent leur collaboration et s’efforceront d’observer le regroupement des vortex par des techniques de microscopie avancées. L’objectif est d’aider à développer le potentiel technologique des superconducteurs.

De nombreux scientifiques sont optimistes quant à l’idée de trouver un jour un matériau superconducteur à température ambiante. Mais ils pensent aussi que ce matériau, encore hypothétique, serait peu intéressant pour les applications, car en lui les vortex se déplaceraient trop facilement.

La découverte présentée dans ce travail fournit de nouvelles idées pour trouver des méthodes de fabrication qui rendent possible, entre autres, l’utilisation des superconducteurs pour un transport plus accessible et moins coûteux du courant électrique.

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