Quels ingrédients pour un supraconducteur à haute température de qualité ?

Les supraconducteurs qui présentent une résistance électrique nulle ont permis des avancées technologiques essentielles comme la réalisation de champs magnétiques intenses utilisés en RMN ou en microscopie électronique, l’élaboration de réacteurs de fusion nucléaire, le transport par lévitation ou les ordinateurs quantiques de haute capacité. Les supraconducteurs doivent encore, hélas, être maintenus à basse température et/ou haute pression pour présenter ce phénomène.

Les récents travaux sur la supraconductivité à haute température ont montré le potentiel exceptionnel des composés riches en hydrogène. En effet, des systèmes comme H₃S, YH₉, YH₆, et LaH₁₀ atteignent des températures critiques bien supérieures à 200 K, à des pressions qui restent élevées (de l’ordre du mégabar), ce qui fait d’eux de bons candidats pour espérer atteindre un jour la supraconductivité à température ambiante, le saint Graal pour la communauté scientifique. Cependant, aucune règle ne permet aujourd’hui de prédire cette température en la reliant aux paramètres physicochimiques des matériaux.

Dans ce contexte, les scientifiques du Laboratoire de chimie théorique (CNRS/Sorbonne Université) viennent de pointer le rôle essentiel de la théorie pour orienter les chimistes vers la synthèse de composés stables ayant toutes les chances de présenter cette propriété à haute température. Ils ont ainsi identifié une grandeur pertinente appelée "valeur de réseau" liée à la capacité du matériau à présenter un degré élevé de localisation électronique dans les zones inoccupées, entre les atomes qui le constituent. La valeur de ce paramètre leur permet de prédire, avec une précision raisonnable, la température critique de ces supraconducteurs à base d'hydrogène encore difficile à prédire actuellement.

Publiés dans le Nature Communications, ces résultats vont permettre un criblage rapide des prédictions théoriques, mais aussi permettre de mieux comprendre l’influence des paramètres structuraux et électroniques sur la supraconductivité à haute température.

Rédacteur : CCdM