SUPERCONDUCTEURS IONIQUES
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De la conductivité à la superconductivité ionique
La conductivité σ d'un solide non métallique est la somme de deux contributions, l'une électronique (σe), l'autre ionique (σi) :

Dans un solide, chaque atome vibre autour d'une position d'équilibre (site), mais à tout instant quelques atomes changent de position d'équilibre ; un déplacement permanent de matière en résulte : c'est la diffusion, qui se produit quand existent des écarts par rapport à la structure idéale moyenne (défauts), par exemple si un atome ou un ion dans un cristal ionique, une molécule dans un cristal moléculaire, a dans son environnement un site libre, ou si cet atome occupe une position irrégulière (interstitielle).
On décrit le processus de diffusion comme le saut discret d'une particule par-dessus une barrière de potentiel : dans l'état d'équilibre, l'ion effectue des oscillations harmoniques au fond du puits de potentiel et approche la barrière avec une fréquence ν0 en ayant une certaine probabilité de la franchir ; les particules sont réparties dans différents états énergétiques suivant une loi exponentielle (statistique de Boltzmann), les états les plus stables étant les plus peuplés. Un saut par-dessus la barrière convertit une oscillation en un mouvement de translation de longueur d. La probabilité W de saut par unité de temps est égale au produit du nombre de fois ν0 que la particule approche la barrière par la probabilité de la franchir :

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Écrit par :
- Philippe COLOMBAN : docteur ès sciences, ingénieur de l'Ecole nationale supérieure de céramiqueindustrielle de Sèvres, chargé de recherche au C.N.R.S.
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Philippe COLOMBAN, « SUPERCONDUCTEURS IONIQUES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 15 janvier 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/superconducteurs-ioniques/