La nanophysique, c’est la physique à l’échelle du nanomètre, c'est-à-dire un milliardième de mètre, ou encore un cent millième de la largeur d’un cheveu. C’est la taille d’environ dix atomes.
Justement, que se passe-t-il quand on diminue la taille d’un supraconducteur, jusqu’à quelques milliardièmes de mètre ? Avec les progrès technologiques et un peu d’astuce, il est possible aujourd’hui de réaliser de telles expériences en laboratoire. On a ainsi découvert que la supraconductivité survit à l’échelle du nanomètre, dans des métaux ou dans certains nanomatériaux comme les nanotubes de carbone.
Il a été montré par exemple qu’un bout d’aluminium composé de seulement un millier d’atomes suffit pour observer de la supraconductivité. La supraconductivité a même été découverte dans des nanotubes de carbone, qui ont plusieurs centaines de nanomètres de long mais un diamètre de l’ordre d’un nanomètre seulement !
Observer et manipuler la supraconductivité au nanomètre est un des enjeux de la recherche moderne, non seulement pour mieux comprendre la supraconductivité, mais aussi pour rendre supraconducteur des matériaux qui ne le sont pas, ou pour inventer de nouveaux composants électroniques aux propriétés bien étranges.
Graphène et supra
ce film plonge au cœur d’un échantillon de graphène saupoudré de
nanoparticules supraconductrices (en indium), grâce à des images prise
avec un microscope électronique à balayage qui permet de passer du
millimètre au nanomètre.
Copyright : groupe de Physique Mésoscopique, LPS Orsay
Nanosquid
Plongée au cœur d’un échantillon comportant en son centre un
nanoSQUID, c’est-à-dire une boucle supraconductrice (en niobium) avec
deux parties non supraconductrices : ici il s’agit de deux fils d’or
d’un micromètre de long, qui à basse température sont traversés par un
supercourant. Ces deux courants interfèrent et permettent de détecter
des champs magnétiques avec une très grande précision.
Copyright : groupe de Physique Mésoscopique, LPS Orsay
Nanotubes et supra
Cet échantillon comporte en son sein un nanotube de carbone entre des contacts supraconducteurs, avec une électrode de grille qui permet d'étudier le supercourant qui traverse le nanotube en fonction de la parité du nombre d'électrons dans le nanotube.
Copyright : groupe de Physique Mésoscopique, LPS Orsay
