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A quelle température les paires de Cooper se forment-elles dans les supraconducteurs à haute température ?

30 septembre 2008

Supraconducteurs , LPS - UMR 8502 , LPM - UPR 5 , LPN - UPR 20

Pour qu’un matériau devienne supraconducteur lorsqu’il est refroidi, il faut tout d’abord que ses électrons s’associent par paire, les « paires de Cooper ». Ces dernières, se condensent ensuite dans un même état quantique. Dans les supraconducteurs conventionnels, bien compris depuis 1957 grâce à la théorie « BCS* », ces deux étapes se produisent à la température critique. Pour les supraconducteurs à haute température critique, découverts il y a une vingtaine d’années, l’apparition de la supraconductivité est encore mal comprise. Sur la base de nombreuses expériences, des scénarios théoriques suggéraient que la formation des paires pourrait avoir lieu à une température plus importante que la température critique. Par des mesures de type Josephson, qui testent directement l’existence des paires d’électrons, N. Bergeal et ses collègues du Laboratoire Photons et Matière, du Laboratoire de Physique des Solides d’Orsay et du Laboratoire de Photonique et de Nanostructures, ont montré que ce n’est pas le cas : les paires de Cooper apparaissent bien à la température critique. Ce résultat, très discriminant, remet en cause la plupart des scénarios aujourd’hui invoqués par les théoriciens pour expliquer la supraconductivité à haute température critique. Ces travaux ont été publiés dans la revue Nature Physics du 1er août 2008.

*J. Bardeen, L. Cooper et R. Schrieffer ont expliqué la supraconductivité dans un article de 1957. Ils ont reçu le prix Nobel en 1972 pour ces travaux.


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Structure de l’échantillon sur lequel les mesures d’effet Josephson ont été réalisées.


En savoir plus

Pairing fluctuations in the pseudogap state of copper-oxide superconductors probed by the Josephson effect, N. Bergeal, J. Lesueur, M. Aprili, G. Faini, J.P. Contour et B. Leridon, nature physics vol. 4, 608-611 (2008), doi:10.1038/nphys1017.

Les auteurs

Nicolas Bergeal (enseignant-chercheur), Jérôme Lesueur (Enseignant-chercheur ), Marco Aprili (Chercheur), Giancarlo Faini (Chercheur), J.P. Contour (Chercheur) et Brigitte Leridon (Chercheur)

Contact

Jérôme Lesueur, Professeur des universités, jerome.lesueur espci.fr

Contact département

Jean-Michel Courty, jean-michel.courty cnrs-dir.fr
Karine Penalba, karine.penalba cnrs-dir.fr

Informations complémentaires

Laboratoire Photons Et Matière, Unité Propre de Recherche 5 :
Site du laboratoire : //http://www.lpem.espci.fr/

Laboratoire de physique des solides, Unité Mixte de Recherche 8502 :

  • CNRS
  • Université Paris-sud 11

Site du laboratoire : http://www.lps.u-psud.fr/

Laboratoire de photonique et de nanostructures, Unité Propre de Recherche 20 :

Site du laboratoire : http://www.lpn.cnrs.fr/fr/Commun/