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Un matériau supraconducteur innovateur
Un oxyde supraconducteur à haute température sans cuivre
avril 4, 2025
par GDC staff
Le professeur Ariando et le Dr Stephen Lin Er Chow (respectivement au centre et à droite sur la photo ci-dessus) du département de physique de l’Université nationale de Singapour (NUS) ont conçu et synthétisé un nouveau matériau révolutionnaire, un oxyde supraconducteur sans cuivre, capable de supraconductivité à environ 40 Kelvin (K), soit environ moins 233 degrés Celsius (deg C), sous pression ambiante.
Près de quarante ans après la découverte de la supraconductivité de l’oxyde de cuivre, qui a valu le prix Nobel de physique en 1987 aux physiciens Johannes Bednorz et Karl Müller, les chercheurs de l’université nationale de Singapour ont identifié un autre oxyde supraconducteur à haute température qui élargit la compréhension de la supraconductivité non conventionnelle au-delà des oxydes de cuivre.
L’électronique moderne génère de la chaleur et consomme de l’énergie pendant son fonctionnement. Les supraconducteurs, cependant, possèdent une propriété unique connue sous le nom d’état de résistance nulle, qui élimine la perte d’énergie due à la résistance électrique. En théorie, cela les rend idéaux pour les applications électroniques modernes, répondant ainsi à la demande énergétique mondiale croissante.
Malgré la découverte de milliers de matériaux supraconducteurs, la grande majorité d’entre eux ne fonctionnent qu’à des températures extrêmement basses proches du zéro absolu (0 K), soit environ moins 273 degrés Celsius, ce qui les rend peu pratiques pour une utilisation à grande échelle.
Dans une série d’études, le professeur Ariando et le docteur Chow ont identifié une corrélation directe entre les interactions entre les couches dans les systèmes stratifiés et les températures de supraconductivité.
En s’appuyant sur cette découverte, les chercheurs ont développé un modèle phénoménologique qui prédit plusieurs composés capables de supraconductivité à haute température, similaires aux oxydes de cuivre, mais sans cuivre.
L’équipe a réussi à synthétiser l’oxyde de nickel (Sm-Eu-Ca)NiO₂, l’un des matériaux prédits, et a confirmé une résistance électrique nulle (supraconductivité) bien au-dessus de 30 K dans ce composé.
« Comme nous l’avions prédit et conçu, affirme le Dr Chow, cet oxyde supraconducteur sans cuivre présente une supraconductivité à haute température sous pression atmosphérique au niveau de la mer, sans qu’il soit nécessaire de le comprimer davantage, tout comme les oxydes de cuivre. Cette découverte suggère que la supraconductivité à haute température non conventionnelle n’est pas exclusive au cuivre, mais pourrait être une propriété plus répandue parmi les éléments du tableau périodique ».
L’équipe de recherche continue d’étudier les propriétés uniques du matériau, en explorant des paramètres de réglage tels que le déplacement de l’occupation électronique et la pression hydrostatique. Ces efforts visent à approfondir la compréhension des mécanismes de supraconductivité à haute température et à ouvrir la voie à la synthèse d’une famille plus large de supraconducteurs avec des températures de fonctionnement encore plus élevées.
Cette avancée représente une étape majeure vers le développement de matériaux supraconducteurs de nouvelle génération, avec des applications pratiques dans l’électronique moderne et les technologies à haut rendement énergétique.
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