COUCHES MINCES DE MATERIAUX SUPRACONDUCTEURS A HAUTE TEMPERATURE CRITIQUE PDF Download
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Author: ZHI-ZHONG.. LI Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 183
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DES COUCHES MINCES D'OXYDES SUPRACONDUCTEURS A HAUTE TEMPERATURE CRITIQUE (SR::(X)LA::(2-X)CUO::(4), YBA::(2)CU::(3)O::(7-X), BI-SR-CA-CU-O) ONT ETE ELABOREES PAR PULVERISATION CATHODIQUE DIODE CONTINUE. LES CONDITIONS DE DEPOT ET DE POST-TRAITEMENT THERMIQUE ONT DU ETRE CONTROLEES DE MANIERE PARTICULIEREMENT PRECISE. LES INTERACTIONS FILM-SUPPORT SONT APPARUES TRES SEVERES DANS CES SYSTEMES. MOYENNANT LA MAITRISE DE CES DIVERS PARAMETRES, DES COUCHES MINCES PRESENTANT DES TRANSITIONS SUPRACONDUCTRICES A DES TEMPERATURES VOISINES DE CELLES DES ECHANTILLONS MASSIFS CORRESPONDANTS ONT PU ETRE OBTENUES
Author: ZHI-ZHONG.. LI Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 183
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DES COUCHES MINCES D'OXYDES SUPRACONDUCTEURS A HAUTE TEMPERATURE CRITIQUE (SR::(X)LA::(2-X)CUO::(4), YBA::(2)CU::(3)O::(7-X), BI-SR-CA-CU-O) ONT ETE ELABOREES PAR PULVERISATION CATHODIQUE DIODE CONTINUE. LES CONDITIONS DE DEPOT ET DE POST-TRAITEMENT THERMIQUE ONT DU ETRE CONTROLEES DE MANIERE PARTICULIEREMENT PRECISE. LES INTERACTIONS FILM-SUPPORT SONT APPARUES TRES SEVERES DANS CES SYSTEMES. MOYENNANT LA MAITRISE DE CES DIVERS PARAMETRES, DES COUCHES MINCES PRESENTANT DES TRANSITIONS SUPRACONDUCTRICES A DES TEMPERATURES VOISINES DE CELLES DES ECHANTILLONS MASSIFS CORRESPONDANTS ONT PU ETRE OBTENUES
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LES CRITERES DETERMINANTS CONCERNANT LA REALISATION DES COUCHES MINCES DU TYPE YBACUO ET TLBACACUO PAR PULVERISATION CATHODIQUE SONT L'OPTIMISATION DE LA COMPOSITION DU DEPOT ET LA CRISTALLISATION DE LA PHASE SUPRACONDUCTRICE. L'ELABORATION D'UNE COUCHE MINCE POSSEDANT UNE COMPOSITION EN CATIONS PROCHE DE CELLE DU MATERIAU SUPRACONDUCTEUR RECHERCHE CONSTITUA UN PROBLEME DIFFICILE A RESOUDRE. L'OXYGENE, PRESENT AU SEIN DE LA DECHARGE, INDUIT, SELON DES MECANISMES QUI DEVRONT ETRE ECLAIRCIS, DES DECALAGES ENTRE LA COMPOSITION DES CIBLES ET CELLE DES DEPOTS. POUR S'AFFRANCHIR DE CE PHENOMENE, IL A ETE NECESSAIRE D'ADOPTER DES CONFIGURATIONS DE TRAVAIL INHABITUELLES (CIBLES NON STCHIOMETRIQUES ET SUBSTRAT DESAXE) OU DE RECOURIR A LA PULVERISATION CATHODIQUE MULTICIBLE QUI PERMET, EN QUELQUES ESSAIS, D'AJUSTER LA COMPOSITION. LA CRISTALLISATION DE LA PHASE SUPRACONDUCTRICE EST OBTENUE PAR RECUIT EXTERNE DANS UN FOUR TUBULAIRE POUR LES COUCHES MINCES DEPOSEES SUR SUBSTRAT NON CHAUFFE OU AU SEIN MEME DU GROUPE DE PULVERISATION (PROCEDE IN SITU) POUR LES DEPOTS SUR SUBSTRAT CHAUFFE. LA PREMIERE TECHNIQUE A PERMIS LA REALISATION DE COUCHES MINCES PRESENTANT DE BONNES PROPRIETES SUPRACONDUCTRICES MAIS DE MAUVAISES CARACTERISTIQUES MORPHOLOGIQUES. LA PROCEDURE DE CRISTALLISATION IN SITU, FAVORISANT LA FORMATION DU SUPRACONDUCTEUR A PLUS BASSE TEMPERATURE, A RENDU POSSIBLE LA PRODUCTION DE COUCHES MINCES TOUT A FAIT SATISFAISANTES DU POINT DE VUE DE LA MICROSTRUCTURE, CONDITION INDISPENSABLE DANS LA PERSPECTIVE D'UN TRANSFERT TECHNOLOGIQUE. L'OPTIMISATION DES CONDITIONS OPERATOIRES (PRESSION PARTIELLE D'OXYGENE ET TRAITEMENT THERMIQUE) ADOPTEES PENDANT LE REFROIDISSEMENT QUI SUIT LA PHASE DE PULVERISATION RESTE CEPENDANT A EFFECTUER POUR ESPERER AMELIORER LES CARACTERISTIQUES SUPRACONDUCTRICES EN SORTIE DE GROUPE
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UNE ETUDE COMPARATIVE DES SYSTEMES SUPRACONDUCTEURS A HAUTE TEMPERATURE CRITIQUE (YTTRIUM/BARIUM/CUIVRE/OXYGENE) ET (BISMUTH/STRONTIUM/CALCIUM/CUIVRE/OXYGENE) EST MENEE A TRAVERS LEUR PROPRIETES STRUCTURALES, DE TRANSPORT ELECTRONIQUE ET MAGNETIQUES. LES CONDITIONS D'OBTENTION DES PHASES SUPRACONDUCTRICES DE CES DEUX SYSTEMES (CERAMIQUES ET MONOCRISTAUX) SONT OPTIMISEES GRACE A UNE ETUDE PRECISE DES PARAMETRES (COMPOSITION, TEMPERATURE) EN LIAISON AVEC UNE ETUDE STRUCTURALE SYSTEMATIQUE. LE DOPAGE DU SECOND SYSTEME PAR LE PLOMB DIVALENT PERMET DE METTRE EN EVIDENCE UNE SUPRACONDUCTIVITE A UNE TEMPERATURE AUSSI HAUTE QUE CENT SEPT DEGRES KELVIN A CAUSE DE LA PRESENCE DE SEQUENCES DE TROIS PLANS (CUIVRE-OXYGENE) CONSECUTIFS DANS LA MAILLE ELEMENTAIRE. LES DOPAGES REALISES SUR LES DEUX SYSTEMES (TERRES RARES OU IONS TRIVALENTS, NOTAMMENT) PERMETTENT DE DEGAGER LE ROLE CENTRAL DES PORTEURS DE CHARGES, ISSUS DES BANDES (CUIVRE-OXYGENE) DANS L'ETABLISSEMENT DE L'ETAT SUPRACONDUCTEUR A HAUTE TEMPERATURE CRITIQUE. ENFIN, UNE CORRELATION ENTRE TEMPERATURE CRITIQUE ET DENSITE EFFECTIVE DE PORTEURS LIBRES A L'AMBIANTE, EST ETABLIE DANS LE SECOND SYSTEME AYANT SUBI PLUSIEURS TYPES DE SUBSTITUTION ET TRAITEMENT THERMIQUE. CETTE CORRELATION ABOUTIT A UNE COURBE SEMBLABLE A CELLE OBTENUE DANS TOUS LES AUTRES SYSTEMES A HAUTE TEMPERATURE CRITIQUE CONTENANT DU CUIVRE. ON PEUT RELIER QUALITATIVEMENT CETTE PROPRIETE COMMUNE A UN MODELE PREVOYANT LA FORMATION DE BIPOLARONS PLUTOT QUE DES PAIRES CLASSIQUES DE COOPER DANS LE MECANISME RESPONSABLE DE LA SUPRACONDUCTIVITE A HAUTE TEMPERATURE CRITIQUE
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DANS CE MEMOIRE, NOUS ETUDIONS L'ELABORATION DE FILMS MINCES D'OXYDES SUPRACONDUCTEURS PAR PULVERISATION CATHODIQUE RADIOFREQUENCE MAGNETRON IN SITU SUR SUBSTRATS DE ZIRCONE POLYCRISTALLINE DOPEE A L'OXYDE D'YTTRIUM. AFIN DE CERNER AU MIEUX L'ENSEMBLE DES PARAMETRES PERMETTANT D'OPTIMISER LE PROCESSUS D'ELABORATION, NOUS PROCEDONS A UNE DOUBLE ETUDE. DANS UN PREMIER TEMPS, NOUS DEVELOPPONS UN MODELE DETAILLE DE PULVERISATION REACTIVE TENANT COMPTE DES ECHANGES D'OXYGENE MIS EN JEU LORS DE CE PROCESSUS EFFECTUE SOUS ATMOSPHERE D'ARGON, D'OXYGENE ET DE VAPEUR D'EAU. DEUX REGIMES DE PULVERISATION DEPENDANT DE LA PRESSION RELATIVE D'OXYGENE SONT MIS EN EVIDENCE. DE PLUS, NOUS MONTRONS QUE L'ADDITION DE VAPEUR D'EAU DANS LE MELANGE GAZEUX A UN EFFET BENEFIQUE SUR LES PROPRIETES SUPRACONDUCTRICES DES FILMS. LE DEUXIEME VOLET DE L'ETUDE D'OPTIMISATION CONSISTE A FAIRE APPEL A UN ENSEMBLE DE TECHNIQUES DE CARACTERISATIONS PHYSICO-CHIMIQUES OU ELECTRIQUES. EN PARTICULIER, UN CONTROLE IN SITU EN TEMPS REEL DU BON DEROULEMENT DE LA PHASE D'OXYGENATION CONSECUTIVE AU DEPOT HAUTE TEMPERATURE PERMET DE TENDRE VERS UNE REPRODUCTIBILITE AUSSI RIGOUREUSE QUE POSSIBLE DES CONDITIONS DE DEPOT. POUR UNE CARACTERISATION ELECTRIQUE FIABLE DES ECHANTILLONS, UNE ETUDE DES CONTACTS ELECTRIQUES EST REALISEE. LES FILMS SUPRACONDUCTEURS OBTENUS ONT DES CARACTERISTIQUES SUPRACONDUCTRICES SATISFAISANTES (EN TEMPERATURE CRITIQUE ET EN DENSITE DE COURANT) ET SONT ORIENTES PREFERENTIELLEMENT SELON L'AXE C, PERPENDICULAIRE AU PLAN DU SUBSTRAT, MEME SI L'UTILISATION DE LA ZIRCONE POLYCRISTALLINE COMME SUBSTRAT N'EST PAS A PRIORI FAVORABLE A LA CROISSANCE D'UNE COUCHE ORIENTEE DU MATERIAU SUPRACONDUCTEUR. DES RESULTATS OBTENUS SUR DES ECHANTILLONS TEMOINS ELABORES SUR SUBSTRATS MONOCRISTALLINS (ZIRCONE, OXYDE DE MAGNESIUM) VALIDENT NOTRE PROCEDE D'ELABORATION. LE DEVELOPPEMENT DE STRUCTURES DE PROPAGATION POUR LES HYPERFREQUENCES EST EGALEMENT CONSIDERE
Author: Patricia de Rango Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 168
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POUR OBTENIR DES DENSITES DE COURANT CRITIQUE DE TRANSPORT ELEVEES DANS LES MATERIAUX SUPRACONDUCTEURS A HAUTE T#C, IL EST NECESSAIRE D'INDUIRE UNE ORIENTATION CRISTALLOGRAPHIQUE PREFERENTIELLE. LES PRINCIPAUX PROCEDES PROPOSES A TRAVERS LA LITTERATURE REPOSENT SUR UNE CROISSANCE EN PHASE LIQUIDE, CONTROLEE PAR LES GRADIENTS THERMIQUES. NOUS AVONS DEVELOPPE UNE NOUVELLE METHODE DE TEXTURATION DE CES MATERIAUX, PAR LE CHAMP MAGNETIQUE. UN DISPOSITIF PERMETTANT D'ATTEINDRE 1200C SOUS UN CHAMP MAGNETIQUE DE 8 T A ETE REALISE. LES CRISTALLITES D'YBA#2CU#3O#7 ET D'RBA#2CU#3O#7 (R=TERRE RARE) S'ORIENTENT DANS L'ARGENT LIQUIDE A 1020C. CECI CONFIRME QUE L'ANISOTROPIE DE SUSCEPTIBILITE DANS L'ETAT PARAMAGNETIQUE EST TOUJOURS PRESENTE AU VOISINAGE DE LA TEMPERATURE DE DECOMPOSITION PERITECTIQUE. NOUS AVONS ENSUITE MONTRE QU'IL ETAIT POSSIBLE DE TEXTURER LE COMPOSE YBA#2CU#3O#7 PAR SOLIDIFICATION SOUS CHAMP MAGNETIQUE. LES FIGURES DE POLE OBTENUES PAR DIFFRACTION DE RAYONS X ET LES MESURES D'AIMANTATION CONFIRMENT L'ALIGNEMENT DE L'AXE C PARALLELEMENT AU CHAMP MAGNETIQUE. CE PROCEDE A DEJA PERMIS D'OBTENIR DES J#C ELEVEES EN FORT CHAMP MAGNETIQUE A 77 K. NOUS DECRIVONS AUSSI UNE METHODE DE TEXTURATION D'YBA#2CU#3O#7 PAR LA VOIE DES GRADIENTS THERMIQUES HORS DU CHAMP MAGNETIQUE. NOUS PRESENTONS EGALEMENT UNE METHODE DE PREPARATION DU COMPOSE BI#2SR#2CA#2CU#3O#1#0, (TC=110 K). L'ETUDE DES PROPRIETES MAGNETIQUES A PERMIS DE DETERMINER UNE LIGNE D'IRREVERSIBILITE H*(T), SEPARANT LA ZONE BAS CHAMP, BASSE TEMPERATURE, OU L'AIMANTATION EST IRREVERSIBLE, DE LA ZONE HAUT CHAMP, HAUTE TEMPERATURE, OU L'AIMANTATION EST REVERSIBLE. UN MODELE DE SUPER RESEAU CONSTITUE DE FEUILLETS ALTERNATIVEMENT SUPRACONDUCTEURS ET NORMAUX OU LA SUPRACONDUCTIVITE EST INDUITE PAR EFFET DE PROXIMITE A ETE DEVELOPPE
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L'elaboration des composites a base d'oxydes supraconducteurs a haute temperature critique et de polymere ou metal a ete largement etudiee dans la bibliographie et avait un triple objectif: D'isoler des materiaux presentant des proprietes chimiques et mecaniques plus stable que celles de ceramiques pure. Les proprietes supraconductrices de l'ensemble doivent etre ameliorees, voire identiques a celles de la phase pure. Realiser des ecrans protecteurs des champs electromagnetiques et d'obtenir des proprietes elastiques et mecaniques ameliorees. Cette etude bibliographique montre que le choix de ces matrices polymere et metallique a ete motive par les proprietes electriques et mecaniques et la stabilite chimique de ces matrices. Chaque constituant a fait l'objet de realisation des analyses par diffraction des rayons X (DRX), microscopie electronique a balayage, des mesures magnetiques et electriques. Par sa diversite, et ses resultats, l'ensemble des composites elabores ouvre un large champ d'etude physico-chimique, etude magnetique, mesure des densites de courants critiques, elaboration des fils, rubans et couches minces.
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Le developpement de nouveaux materiaux supraconducteurs et la mise au point de processus de fabrication de cables comme les films YBaCuO, permettent d'envisager de nouvelles application. Pour l'etude des applications industrielles, il est necessaire de connaitre les caracteristiques electromagnetiques de ces nouveaux materiaux. Pour tous les supraconducteurs, la difficulte reside dans la reconstitution de la loi electrique locale E(J), a partir des mesures. Ce livre consiste donc a la mise au point d'outils theoriques et experimentaux permettant la caracterisation des materiaux supraconducteurs a haute temperature critique. Les travaux ont principalement ete menes sur deux methodes: la methode MB, qui consiste a effectuer des mesures sur une bobine puis a extraire les proprietes du ruban supraconducteur et le field mapping, qui repose sur la mesure d'une cartographie de l'induction magnetique. Ces methodes ont ete testee et validee tant au niveau experimental que theorique.
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L'objectif de ce travail de thèse est d'optimiser le processus d'aimantation des pastilles supraconductrices à haute température critique (SHTC) par un champ magnétique impulsionnel ou PFM (Pulsed Field Magnetization) afin de les mettre en œuvre dans des applications dans le domaine de l'électrotechnique. Dans l'étape de conception de l'inducteur nécessaire pour magnétiser ces pastilles SHTC, la modélisation et la simulation sont fortement recommandées pour effectuer les calculs nécessaires des différentes caractéristiques électriques du système d'aimantation. De ce fait, nous avons développé un modèle analytique pour étudier l'influence de la présence d'une pastille supraconductrice dans un circuit ferromagnétique sur la valeur de l'inductance d'une bobine inductrice. Il s'agit de résoudre les équations de Laplace et de Poisson dans différentes régions d'intérêt à travers le potentiel vecteur magnétique. La résolution analytique a été effectuée à l'aide d'un code de calcul développé sous MATLAB où les résultats obtenus ont été en bonne concordances avec ceux obtenus par simulation numérique sous COMSOL. L'inhomogénéité des pastilles SHTC de type YBaCuO en termes de la densité de courant critique Jc a été également étudiée. Pour cela, nous avons réalisé des expériences de l'aimantation des ces pastilles par la méthode PFM. Nous avons montré que la surface plane contenant le germe de cristallisation (seed) de ces pastilles est caractérisée par une Jc plus élevée que l'autre surface. Ainsi, nous avons étudié l'influence de la position du germe de cristallisation dans la méthode de caractérisation à deux pastilles.
Author: ZHI-ZHONG.. LI
Author: ZHI-ZHONG.. LI
Author: Philippe Flückiger
Author: ERIC.. BOUTELOUP
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