SUPERCONDUCTEURS IONIQUES

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Les matériaux superconducteurs ioniques

Les superconducteurs ioniques sont classés en trois groupes : les conducteurs cationiques, anioniques et protoniques.

Les structures des superconducteurs ioniques sont diverses mais présentent des caractéristiques communes : un squelette rigide d'ions assez polarisables occupant des positions bien définies dans le réseau cristallin et ménageant entre eux des zones peu denses où diffusent les ions conducteurs. Le nombre de sites disponibles y est supérieur au nombre de sites occupés par ces ions. À basse température, les ions conducteurs sont généralement localisés dans des positions bien définies et le composé n'est pas superconducteur. Quand la température s'élève, un moment vient où l'énergie thermique kT et la barrière de potentiel EA sont du même ordre, et l'on observe une transition ordre-désordre avec établissement d'un état quasi liquide. Cependant, ce comportement n'est pas général. Le rôle de la non-stœchiométrie est particulièrement important (amortissement de la transition, formation de microdomaines, corrélations entre ions conducteurs). Les propriétés électriques dépendront essentiellement de paramètres géométriques (tailles des chemins de conduction et des ions conducteurs) et chimiques (nature de l'ion).

Conducteurs cationiques

Les conducteurs cationiques peuvent être classés en trois familles selon le degré d'anisotropie de la conductivité : mono-, bi- ou tridimensionnelle.

Le chef de file des composés tridimensionnels est l'iodure d'argent. À température ambiante, ce composé (AgIβ) a une structure de type wurtzite (ZnS) et sa conductivité est assez faible. À 147 0C, une transition de phase conduit à une structure cubique centrée (AgIα) qui est superconductrice. Les ions Ag+ sont délocalisés entre différents sites et forment un état quasi liquide. On notera que la conductivité du solide près du point de fusion est supérieure à celle du liquide. Les iodures mixtes d'argent MAg4I5, avec M = Rb+, K+ ou NH4+, sont superconducteurs à la température ordinaire ; l [...]


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Espèces diffusantes : valeurs du coefficient de diffusion

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Conductivité

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Structure de superconducteurs ioniques

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Écrit par :

  • : 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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Pour citer l’article

Philippe COLOMBAN, « SUPERCONDUCTEURS IONIQUES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 06 décembre 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/superconducteurs-ioniques/