• Ingénierie: une méthode, pour détecter les propriétés inédites que des matériaux acquièrent à des pressions qui peuvent dépasser le million d’atmosphères, a été élaborée!____¤202002

     

    Une étude, dont les résultats intitulés «Magnetic measurements on micrometer-sized samples under high pressure using designed NV centers» ont été publiés dans la revue Science et sont disponibles en pdf, a permis de mettre au point une méthode nouvelle pour détecter les propriétés magnétiques et supraconductrices inédites que certains matériaux acquièrent dans les conditions extrêmes découlant de la compression de la matière dans des cellules à enclumes de diamant à des pressions qui peuvent dépasser le million d’atmosphères.

     

    Relevons tout d'abord que l'analyse «de la matière soumise à de très fortes pressions permet de décrire ce qui se déroule à l’intérieur de la Terre ou des exoplanètes, mais aussi à mettre en évidence des propriétés remarquables que l'on aimerait stabiliser à pression ambiante»: ainsi, «la solubilité de l’hydrogène dans les métaux augmente fortement avec la pression» jusqu’à former les super-hydrures, «des composés très riches en hydrogène», qui «perdent leur résistivité électrique et deviennent supraconducteurs avec des températures critiques records, comme LaH10 qui est supraconducteur jusqu’à -25 °C à 1,8 millions d’atmosphères».

     

    Pour synthétiser ces nouveaux matériaux sous pression on utilise «des presses à enclumes de diamant» dont la «forme en pointe des enclumes taillées dans des cristaux de diamant permet de créer de telles pressions». Grâce à la transparence du diamant qui offre «une fenêtre pour des mesures optiques de visualisation et de spectroscopie, mais aussi des mesures par rayons X en utilisant les grandes installations de rayonnement synchrotron», de nombreuses mesures sont développées pour «caractériser l’échantillon comprimé à l’intérieur de ces cellules». Néanmoins, jusqu’ici, «la mesure des propriétés magnétiques demeurait très difficile».

     

    Dans ce contexte, l'étude ici présentée est parvenue à contourner cette difficulté «en observant la réponse de défauts ponctuels du cristal de diamant créés sur la tête d’une des deux enclumes de la cellule». Les défauts en question «ont été réalisés en implantant des ions azote avec un microscope à faisceau d’ions focalisés» qui «se comportent comme de véritables mouchards quantiques».

     

    Plus précisément, «en présence d'un champ magnétique», ces ions «deviennent plus ou moins luminescents, ce que l'on peut observer par microscopie optique à travers l’enclume». Cette méthode «a été validée par la détection de la supraconductivité dans MgB2 en observant l’effet Meissner qui traduit l’expulsion du champ magnétique d’un matériau supraconducteur».



    En fin de compte, grâce à cette méthode, nous serons en mesure «de mieux comprendre la relation entre propriétés électroniques, magnétiques et structurelles en fonction de la pression». Ainsi, il sera possible d'analyser «de nombreuses compositions d’hydrures métalliques» de sorte que «les données expérimentales cumulées permettront d'optimiser l’identification des matériaux dont la supraconductivité persisterait dans des conditions proches de la pression ambiante».

     

    De plus, «cette détection magnétique pourrait permettre la mise en évidence de certaines propriétés quantiques de l’hydrogène métallique, qui se forme au-dessus de 4 millions d’atmosphères, et notamment de sa supraconductivité à température ambiante, dont les enjeux scientifiques et industriels sont considérables».

     

     


    Tags Tags : , , , , , , , , , , , ,
  • Commentaires

    Aucun commentaire pour le moment

    Suivre le flux RSS des commentaires


    Ajouter un commentaire

    Nom / Pseudo :

    E-mail (facultatif) :

    Site Web (facultatif) :

    Commentaire :