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Genève, le 12 mai 1999 (Com.). L'équipe du professeur Jean-Marc Triscone du Département de physique de la matière condensée de l'Université de Genève, a découvert comment moduler de manière réversible la supraconductivité. Grâce à l'utilisation d'un ferroélectrique, le supraconducteur GdBa2Cu3O7 peut changer de propriété et devenir un isolant.
Les chercheurs du Département de physique de la matière condensée de la Faculté des sciences travaillent activement depuis 1986 sur la fabrication et l'étude d'oxydes supraconducteurs. Les supraconducteurs sont des matériaux qui, à basse température, ont une résistance électrique égale à zéro, et qui permettent de transporter l'énergie sans perte.
Les membres de l'équipe du professeur Triscone ont montré que les propriétés de l'oxyde GdBa2Cu3O7, l'un des supraconducteurs les plus étudiés, peuvent être modifiées radicalement grâce à l'utilisation d'un ferroélectrique, un matériau qui produit en permanence un champ électrique. Cette étude fait l'objet d'une publication dans le prochain numéro de la revue Science du 14 mai 1999.
Les scientifiques ont réalisé leur expérience à partir d'une plaquette isolante sur laquelle ils ont déposé successivement, une couche de supraconducteur de 2 nanomètres d'épaisseur, l'équivalent de 2 millionièmes de millimètre, et une couche ferroélectrique.
Ils ont démontré qu'en donnant une légère impulsion de quelques volts à travers le ferroélectrique, ils peuvent basculer la polarisation du ferroélectrique et changer la direction du champ électrique. De cette manière, ils provoquent dans l'oxyde une modification de la densité électronique (du nombre d'électrons) et un changement de propriété. En effet, ce dernier perd sa propriété de supraconducteur et devient un matériau isolant. Ce procédé, qui peut être inversé, permet de moduler de manière contrôlée les propriétés du matériau.
Ce mécanisme ouvre la voie à la réalisation d'un composant qui n'existe pas encore: un interrupteur supraconducteur qui permet, soit de faire passer sans perte le courant électrique, soit de le bloquer. Cet interrupteur peut devenir un élément important dans l'optique de futures ordinateurs quantiques, basés sur la supraconductivité. Ce nouveau dispositif peut également jouer le rôle d'un transistor ou d'un élément mémoire dans des circuits électroniques ultra-rapides supraconducteurs.
Le magazine Science publiera les résultats de cette étude dans son numéro du 14 mai 1999 sous le titre "Electrostatic Modulation of Superconductivity in Ultrathin GdBa2Cu3O7-xFilms".