L'hydrogénation de composés intermétalliques : une voie prometteuse pour la supraconductivité

Abstract

Les supraconducteurs sont des matériaux qui, en dessous d'une certaine température, possèdent la propriété exceptionnelle de conduire le courant électrique sans résistance et d'expulser le champ magnétique (effet Meissner). A ce titre, ces matériaux offrent de nombreuses perspectives pour le stockage de l'énergie, le transport du courant sans perte, la lévitation magnétique (trains à sustentation). A l'heure actuelle, ils sont essentiellement exploités pour la génération de champs magnétiques intenses appliqués à l'imagerie médicale (IRM). Ils sont également largement utilisés dans les accélérateurs et détecteurs de particules (au LHC-CERN par exemple où a été découvert le Boson de Higgs) ainsi que dans les bolomètres servant entre autres à la détection des ondes gravitationnelles. La supraconductivité a été découverte en 1911 par H. Kamerlingh Onnes qui observa pour la première fois une résistance électrique nulle dans le mercure en dessous de la température critique Tc = 4,15 K. Bien que mise en évidence il y a plus d'un siècle, la supraconductivité reste en partie une énigme pour les physiciens de la matière condensée. Le phénomène s'explique par l'appariement des électrons de conduction en paires de Cooper. Selon la théorie BCS proposée par J. Bardeen, L.N. Cooper et J.R. Schrieffer, cet appariement résulte des interactions électrons-phonons. Si ce mécanisme d'appariement est bien admis pour les supraconducteurs conventionnels tels que les métaux et les alliages métalliques, l'origine de la formation des paires de Cooper dans les supraconducteurs dits non-conventionnels reste encore largement débattue au sein de la communauté scientifique (rôle des fluctuations magnétiques, des fluctuations orbitalaires ?). Or ces matériaux non-conventionnels suscitent un vif intérêt car beaucoup présentent des températures de transition supraconductrice élevées. Les records de Tc à pression atmosphérique sont notamment