L'objectif d'une nouvelle recherche menée par Ranga Dias, professeur assistant de génie mécanique et de physique et astronomie, est de développer des matériaux supraconducteurs à température ambiante. Actuellement, un froid extrême est nécessaire pour atteindre la supraconductivité, comme le montre cette photo du laboratoire de Dias, dans lequel un aimant flotte au-dessus d'un supraconducteur refroidi à l'azote liquide. Crédit :Université de Rochester photo/J. Adam Fenster
Une équipe de chercheurs de l'Université de Rochester, l'Université d'État de New York à Buffalo et l'Université du Nevada à Las Vegas ont réduit la quantité de pression nécessaire pour forcer un matériau à devenir supraconducteur à température ambiante, améliorer leurs propres résultats antérieurs. Dans leur article publié dans la revue Lettres d'examen physique , le groupe expose sa technique et ses projets d'avenir.
Les scientifiques cherchent depuis de nombreuses années à créer des matériaux supraconducteurs à température ambiante. Un tel matériau permettrait de construire une électronique plus froide et augmenterait considérablement l'efficacité du réseau électrique. Ce n'est qu'à la fin de l'année dernière que le premier matériau de ce type a été créé, un composé riche en hydrogène qui, lorsqu'il est pressé à 267 GPa, est devenu supraconducteur. Et alors que l'exploit était un pas dans la bonne direction, le besoin de haute pression rendait le matériau peu pratique pour un usage quotidien. Dans ce nouvel effort, la même équipe a trouvé un moyen de réduire considérablement la pression requise en modifiant leur technique précédente :ils ont combiné de l'hydrogène avec de l'yttrium au lieu du carbone et du soufre.
Des recherches antérieures avaient montré que les matériaux à forte teneur en hydrogène se prêtaient bien aux matériaux supraconducteurs créés à des températures plus élevées et c'est pourquoi ils l'avaient choisi pour leurs expériences.
Le travail consistait à utiliser deux enclumes de diamant pour créer la pression. Ils ont été placés légèrement à part avec du gaz hydron et un échantillon d'yttrium à l'état solide entre eux. Les matériaux ont été séparés par une feuille de palladium, que l'équipe a ajouté pour empêcher l'oxydation de l'yttrium - il a également servi de catalyseur, aider à déplacer les atomes d'hydrogène dans l'yttrium. Les tests du matériau résultant ont montré qu'il était supraconducteur à 182 GPa, bien plus bas que ce qu'ils ont trouvé l'année dernière, mais encore beaucoup trop élevé pour une utilisation pratique. Ils suggèrent qu'ils vont dans la bonne direction, cependant, et prévoient de continuer à réviser leur technique pour en savoir plus sur son potentiel et, bien sûr, pour savoir s'il pouvait être utilisé pour créer un matériau supraconducteur à température ambiante.
Cette illustration du laboratoire Dias montre des molécules d'hydrogène, en haut, diffusant dans une fine couche de palladium (violet), où ils sont séparés en atomes individuels, qui sont ensuite distribués dans une couche sous-jacente d'yttrium. Crédit :laboratoire Ranga Dias/Université de Rochester
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