Réalisation et caractérisation de jonction Josephson YBaCuO/PrBaCuO. Applications à la commande électrique
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Date
2007
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Abstract
La découverte des matériaux supraconducteurs à hautes températures critiques à base de
cuivre (SHTCs) a suscité un vif intérêt dans la communauté scientifique et industrielle. La
prolifération des applications de ces matériaux a motivé les laboratoires de recherche
électronique à investir dans des programmes visant à fabriquer de nouveaux composants.
Avec l’avènement des hautes technologies, les supraconducteurs à haute température critique
sont devenus incontournables dans les secteurs de l’électronique et de l’électrotechnique.
Du point de vue théorique, la théorie microscopique dite théorie BCS qui expliquait jusqu’à
alors l’apparition de la supraconductivité dans les matériaux devenait moins valide dans le cas
des supraconducteurs à haute température critique, ce qui obligea les chercheurs à proposer de
nouvelles théories qui ne sont toujours pas définitives et qui restent toujours à développer.
Les applications de la supraconductivité, réservées jusqu’ici à des domaines de recherche de
haute technologie, deviennent de plus en plus rentables sur le plan économique. En effet, les
matériaux supraconducteurs ont la propriété de transporter du courant alternatif avec des
pertes nettement plus faibles que les conducteurs classiques. De plus, à la température de
l’hélium liquide, ils peuvent supporter des densités de courant importantes. L'utilisation des
supraconducteurs s'est imposée, principalement pour des machines de haute technicité
(accélérateurs de particules, champs intenses et imagerie médicale). De plus, le spectaculaire
progrès en quelques années de la température de transition supraconductrice donne confiance
en une utilisation future très large de technologies supraconductrices, en électronique d'abord
(communication hyperfréquences, téléphonie mobile) mais aussi, à plus long terme, en
puissance transmise.
En ce qui concerne les jonctions élaborées à partir des composés YBCO, le PBCO est
l’isolant le plus couramment utilisé en raison du faible désaccord de paramètre cristallin. Il
peut donc être envisagé que le couple YBCO/PBCO a un long avenir de développement et
leur utilisation dans les jonctions Josephson permet d’obtenir des transistors supraconducteurs
très fiables et avec des vitesses de réponse ultra rapides, qui serviront dans la confection des
systèmes de commande des machines électriques. Ainsi, avec l’essor de nouvelles
technologies d’élaboration des jonctions Josephson, diverses applications de ces films minces
verront le jour, surtout à base de transistors et de circuits de fonctions logiques, et pourront
être utilisés dans les circuits de commande des machines électriques en remplacement des
composant semiconducteurs.
Le but de notre travail consiste principalement à élaborer des jonctions Josephson à base des
composés YBCO et PBCO. L’objectif est de synthétiser en premier lieu des céramiques
YBCO et PBCO pures puis les déposer sur le substrat SrTiO3. En second lieu, nous
chercherons les conditions optimales de synthèse et de dépôt de la jonction tricouche YBCO/
PBCO/ YBCO. La synthèse des composés céramiques YBCO et PBCO a été faite par la
méthode conventionnelle de la réaction à l’état solide. Les échantillons obtenus ont été
caractérisés par diverses techniques. Les caractéristiques structurales ont été effectuées par
diffraction Rayons-X et MEB. Les caractéristiques électriques et magnétiques sont également
présentées. Les techniques d'ablation laser et CVD (Chemival Vapor Deposition) ont été
utilisées pour la réalisation des jonctions YBCO/PBCO/YBCO. La simulation de cette
jonction par les signatures acoustiques V(z) a été effectuée. Les déterminations des
paramètres élastiques équivalents VR, E, et G ont été déduites