EDP Sciences 1775844288 20260410 fre

laboutique.edpsciences.fr-002920 03 01 01 002920 03 9782759826827 15 9782759826827 00 BA 02 155 mm 01 230 mm 10 01 02 Savoirs Actuels 1 B16 01 C4 Michèle Leduc 01 01 Supraconductivité Tome 2 Tome 2 – théorie de Ginzburg-Landau et ses développements 1 A01 01 A873 Philippe Mangin Mangin, Philippe Philippe Mangin Professeur émérite à l’École des Mines de Nancy (Université de Lorraine), Philippe Mangin est chercheur à l’Institut Jean Lamour. Ses travaux ont été menés en lien étroit avec les réacteurs de recherche à neutrons (ILL-Grenoble, LLB-Saclay, NIST-Gaithersburg). Philippe Mangin est professeur émérite de l’Université de Lorraine et membre de l’Institut Jean Lamour (IJL). Il a dirigé le Laboratoire Léon Brillouin (LLB) d’Orsay après le laboratoire de physique des matériaux de Nancy. Il a enseigné la supraconductivité à des publics variés et notamment aux élèves ingénieurs (École des mines de Nancy). 2 A01 01 A874 Rémi Kahn Kahn, Rémi Rémi Kahn Rémi Kahn est ingénieur CEA à Saclay. Il a effectué ses recherches au Laboratoire Léon Brillouin (LLB). Une partie de ses travaux porte sur la supraconductivité, en particulier la caractérisation des réseaux de vortex par diffraction neutronique. Rémi Kahn était ingénieur CEA (LLB Saclay), responsable des aires expérimentales de l’INB 101 (Orphée). 01 fre 00 296 03 01 24 Izibook:Subject Physique Générale 24 Izibook:SubjectAndCategoryAndTags |Physique Générale| 20 théorie de Ginzburg-Landau;supraconductivité;films minces;supraconducteur;vortex d’Abrikosov;champs critiques;aimantation;cuprates;modèle de Lawrence-Doniach 10 2011 SCI055000 29 CLIL3058 01 530 05 06 03 00 <blockquote>Prenant la suite du premier tome consacré à la théorie BCS, ce second ouvrage aborde la théorie de Ginzburg-Landau de la supraconductivité. Après un exposé du formalisme et l’établissement des équations de Ginzburg-Landau, les auteurs introduisent les longueurs de cohérence et de London et procèdent à une analyse de multiples effets associés, dont leurs manifestations dans les films minces. La théorie est ensuite mise en oeuvre dans les supraconducteurs de type II isotropes avec une description détaillée des vortex d’Abrikosov individuels puis en réseaux, et leurs conséquences sur les grandeurs physiques telles que les champs critiques et l’aimantation. Une partie importante est dédiée aux supraconducteurs anisotropes et stratifiés dont font partie les cuprates à haute température critique. Les auteurs prolongent la théorie de Ginzburg-Landau pour aboutir au modèle de Lawrence-Doniach et la mise en évidence d’une variété de nouveaux vortex, de Josephson et pancake. Ces exposés d’introduction s’adressent principalement à un public d’étudiants de Master 2, de doctorants, d’enseignants et de chercheurs.</blockquote>« Ce livre est une ressource essentielle pour quiconque étudie la supraconductivité. Il aborde la théorie de Ginzburg-Landau d'une manière à la fois détaillée et pédagogique, ce qui la rend accessible aux étudiants et aux chercheurs.<o:p></o:p>Son importance majeure réside dans sa couverture approfondie des supraconducteurs anisotropes, en particulier les supraconducteurs à haute température critique. Contrairement à la plupart des ouvrages, il ne se contente pas des concepts de base. Il explique les propriétés remarquables de ces matériaux complexes en détaillant les vortex "pancake" et les vortex "Josephson", ainsi que leur interaction mutuelle.<o:p></o:p>Un autre atout majeur est qu'il regroupe les derniers développements théoriques qui sont généralement éparpillés dans la littérature scientifique. Cela en fait une référence unique et à jour. Ce livre sera donc d'une grande utilité pour les étudiants en Master 2, les doctorants et les chercheurs souhaitant se spécialiser dans ce domaine de pointe. » Alexandre Bouzdine , Professeur émérite de l’Université de Bordeaux,  Membre Honoraire de l’Institut Universitaire de France, lauréat du Prix Gay-Lussac Humboldt, lauréat du Prix Holweck.«Exemple d'une importante propriété de la matière pas prévue par la théorie, la supraconductivité a dû attendre 46 années après sa découverte accidentelle par Kamerlingh Onnes en 1911 pour trouver un modèle théorique.Ensuite, et toujours par la voie expérimentale, on a découvert des matériaux qui restent supraconducteurs à des températures plus élevées. Ils restent l'objet de controversées recherches théoriques.Les ouvrages de Philippe Mangin et Rémi Kahn font une présentation didactique et presque exhaustive de la supraconductivité. Après un premier tome où la théorie BCS et l'effet Josephson étaient décrits en détail, le deuxième tome aborde la théorie de Ginzburg-Landau, les vortex d'Abrikosov et les matériaux anisotropes.L'ensemble est présenté de manière cohérente suite à un travail remarquable de synthèse d'un nombre énorme de travaux de recherche dispersés dans de nombreux journaux scientifiques.Cette somme doit intéresser les chercheurs, les étudiants et les industriels de la physique du solide et de la science des matériaux dans un domaine prometteur et en constant progrès.»  José Teixeira, directeur de recherche émérite au CNRS, docteur-ès-sciences, spécialiste de la physique des liquides (colloïdes par diffusion de neutrons).  <blockquote>Prenant la suite du premier tome consacré à la théorie BCS, ce second ouvrage aborde la théorie de Ginzburg-Landau de la supraconductivité. Après un exposé du formalisme et l’établissement des équations de Ginzburg-Landau, les auteurs introduisent les longueurs de cohérence et de London et procèdent à une analyse de multiples effets associés, dont leurs manifestations dans les films minces. La théorie est ensuite mise en oeuvre dans les supraconducteurs de type II isotropes avec une description détaillée des vortex d’Abrikosov individuels puis en réseaux, et leurs conséquences sur les grandeurs physiques telles que les champs critiques et l’aimantation. Une partie importante est dédiée aux supraconducteurs anisotropes et stratifiés dont font partie les cuprates à haute température critique. Les auteurs prolongent la théorie de Ginzburg-Landau pour aboutir au modèle de Lawrence-Doniach et la mise en évidence d’une variété de nouveaux vortex, de Josephson et pancake. Ces exposés d’introduction s’adressent principalement à un public d’étudiants de Master 2, de doctorants, d’enseignants et de chercheurs.</blockquote> 02 00 Ce livre expose la théorie de Ginzburg-Landau et sa mise en œuvre dans les supraconducteurs. Il aboutit au modèle de Lawrence-Doniach et à la mise en évidence d’une variété de nouveaux vortex, de Josephson et pancake. 04 00 Avant-propos ix11 Théorie de Ginzburg-Landau : Formalisme 33711.1 Généralités sur les transitions de phase du second ordre . . . . . . . . 33711.1.1 Classification des transitions de phase . . . . . . . . . . . . . . 33711.1.2 Le supraconducteur : un système thermodynamique magnétique . . .. . . 33811.1.3 Modèle de Landau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33911.1.4 Modèle de Ginzburg-Landau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34011.2 Modèle de Ginzburg-Landau des supraconducteurs . . . . . . . . . . . 34111.2.1 Paramètre d’ordre « gap supraconducteur » . . . . . . . . . . 34111.2.2 Paramètre d’ordre « fonction d’onde des paires d’électrons supraconducteurs » . . . .. 34311.2.3 Équivalence entre les 2 formulations . . . . . . . . . . . . . . . 34411.3 Potentiel thermodynamique sous champ magnétique . . . . . . . . . . 34511.3.1 Énergie libre de Ginzburg-Landau . . . . . . . . . . . . . . . . 34511.3.2 Enthalpie libre de Ginzburg-Landau . . . . . . . . . . . . . . 34611.3.3 Équations de Ginzburg-Landau . . . . . . . . . . . . . . . . . 34611.4 Longueurs caractéristiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34711.4.1 Longueurs de cohérence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34711.4.2 Longueur de London . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34811.5 Champ thermodynamique critique et longueurs de cohérence . . . . . 35111.5.1 Champ thermodynamique critique . . . . . . . . . . . . . . . . 35111.5.2 Longueurs de cohérence, BCS et Ginzburg-Landau comparées . . . . . . . . .. . 35311.5.3 Jauges et équations de Ginzburg-Landau . . . . . . . . . . . . 35411.5.4 Équations de Ginzburg-Landau réduites . . . . . . . . . . . . . 35511.6 Supraconducteurs sales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35711.6.1 Équation de Pippard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35711.6.2 Supraconducteur propre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35811.6.3 Retour sur les supraconducteurs sales . . . . . . . . . . . . . . 35911.7 Énergie de surface – critère de Ginzburg-Landau . . . . . . . . . . . . 36011.7.1 Approche élémentaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36111.7.2 Critère de Ginzburg-Landau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36412 Supraconducteurs de type I 38312.1 Densité de courant et champ critiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38312.1.1 Vitesses et densités de courant critiques . . . . . . . . . . . . . 38312.1.2 Critère de Silsbee . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38412.1.3 Application au cas d’un milieu semi-infini . . . . . . . . . . . . 38412.2 Plaques supraconductrices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38512.2.1 Plaque d’épaisseur très supérieure à la longueur de cohérence GL<<d . .. . 38512.2.2 Plaque d’épaisseur inférieure à la longueur de cohérence . . . . .. . . 39012.3 Intensité de courant critique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39812.3.1 Fil d’épaisseur très supérieure à la longueur de cohérence GL . . . .. . . . . . . 39812.3.2 Fil d’épaisseur inférieure à la longueur de cohérence GL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39912.4 Effets de cohérence et quantum de flux . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40012.4.1 Le « fluxon » . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40012.4.2 Équation de London généralisée . . . . . . . . . . . . . . . . . 40212.5 Expérience de Little et Parks [12] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40312.5.1 Description de l’expérience de Little-Parks . . . . . . . . . . . 40312.5.2 Interprétation de l’expérience . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40312.6 Effets de proximité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40612.6.1 Interface supraconducteur-métal normal . . . . . . . . . . . . 40712.6.2 Interface supraconducteur-supraconducteur en phase normale . . . .. . . . . 40813 Le vortex d’Abrikosov 41313.1 Vue d’ensemble sur les vortex . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41313.1.1 Aimantation des supraconducteurs . . . . . . . . . . . . . . . . 41313.1.2 Les vortex . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41613.1.3 Transport du courant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41613.2 Équations générales dictant la structure d’un vortex . . . . . . . . . . 41913.2.1 Forme générale des grandeurs physiques associées au vortex . 41913.2.2 Équations de Ginzburg-Landau . . . . . . . . . . . . . . . . . 41913.2.3 Équation de conservation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42013.2.4 Conditions aux limites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42113.3 Profil du paramètre d’ordre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42213.3.1 Comportement du paramètre d’ordre au voisinage de l’origine 42213.3.2 Paramètre d’ordre dans les supraconducteurs de K élevé . . . . . . .. . . . . . 42313.3.3 Modèles alternatifs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42513.4 Profils du champ magnétique et de la densité de courant portés par un vortex dans les supraconducteurs de paramètre élevé . . . . . 42613.4.1 Modèle du cut-off . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42613.4.2 Modèle RK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42813.5 Énergie libre d’un vortex . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43113.5.1 Recensement des contributions . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43113.5.2 Énergie libre de condensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43213.5.3 Énergie de ligne d’un vortex . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43313.5.4 Énergie libre totale d’un vortex . . . . . . . . . . . . . . . . . 43613.6 Champ critique Hc1 d’apparition du premier vortex . . . . . . . . . . 43813.6.1 Enthalpie libre de formation d’un vortex . . . . . . . . . . . . 43813.6.2 Champ critique Hc1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43913.6.3 Densité de vortex au champ critique Hc1 . . . . . . . . . . . . 43913.6.4 Énergie d’interaction entre vortex . . . . . . . . . . . . . . . . 44013.7 Vortex dans une plaque mince . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44113.7.1 Géométrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44213.7.2 Présentation qualitative . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44213.7.3 Approche quantitative d’un vortex pancake . . . . . . . . . . . 44314 Réseaux de vortex d’Abrikosov 46714.1 Champs critiques Hc1 et Hc2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46714.1.1 Approche intuitive des champs critiques . . . . . . . . . . . . . 46714.1.2 Nucléation de matière supraconductrice et champ critique Hc2 . . . . .. . . . 46914.2 Réseau de vortex . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47214.2.1 Forme générale du paramètre d’ordre . . . . . . . . . . . . . . 47214.2.2 Réseau rectangulaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47214.2.3 Structure électronique des réseaux de vortex au voisinage de Hc2 . .. . . . . . . 47614.3 Stabilité des réseaux de vortex . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47714.3.1 Paramètre de stabilité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47714.3.2 Réseau hexagonal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47814.4 Aimantation des supraconducteurs de type II . . . . . . . . . . . . . . 47914.4.1 Supraconducteurs doux et supraconducteurs durs . . . . . . . 47914.4.2 Aimantation des supraconducteurs doux . . . . . . . . . . . . 48114.5 Supraconductivité de surface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48514.5.1 Problématique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48514.5.2 Champ appliqué perpendiculairement à la surface de l’échantillon . . .. . . . . . . . 48614.5.3 Champ appliqué parallèlement à la surface de l’échantillon . . .. . . . 48614.5.4 Retour sur le diagramme de phase d’un supraconducteur . . . . .. . . . . . . 49015 Supraconducteurs anisotropes : modèle continu 51515.1 Équations de Ginzburg-Landau en milieu anisotrope . . . . . . . . . . 51515.1.1 Enthalpie libre en milieu anisotrope continu . . . . . . . . . . 51515.1.2 Équations de Ginzburg-Landau en milieu anisotrope continu . . . . . . . . .. 51615.2 Longueurs de pénétration de London . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51715.2.1 Modèle de London . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51715.2.2 Longueurs de London . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51715.2.3 Champ H et champ magnétique B . . . . . . . . . . . . . . . . 51815.2.4 Longueurs de cohérence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51915.2.5 Champ thermodynamique critique . . . . . . . . . . . . . . . . 52015.3 Vortex orientés dans les directions principales . . . . . . . . . . . . . . 52015.3.1 Paramètre d’anisotropie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52115.3.2 Vortex orientés suivant l’axe de révolution Oz . . . . . . . . . 52115.3.3 Vortex orientés perpendiculairement à l’axe de révolution . . .. . . . . 52215.3.4 Comparaison des champs critiques . . . . . . . . . . . . . . . 53015.4 Vortex inclinés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53115.4.1 Orientation et géométrie des axes de vortex . . . . . . . . . . . 53215.4.2 Champ magnétique dans l’espace direct . . . . . . . . . . . . . 53215.4.3 Champ magnétique dans l’espace réciproque . . . . . . . . . . 53415.4.4 Énergie libre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53615.4.5 Réseau de vortex en champ intermédiaire . . . . . . . . . . . . 53715.5 Champs critiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54515.5.1 Champ critique inférieur Hc1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54615.5.2 Champ critique supérieur Hc2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55016 Supraconducteurs lamellaires et vortex de Josephson 56116.1 Modèle de Lawrence-Doniach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56116.1.1 Principe du modèle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56116.1.2 Enthalpie libre de Lawrence-Doniach . . . . . . . . . . . . . . 56116.2 Équations de Landau-Lawrence-Doniach . . . . . . . . . . . . . . . . . 56316.2.1 Première équation de Landau-Lawrence-Doniach . . . . . . . 56416.2.2 Seconde équation de Landau-Lawrence-Doniach . . . . . . . . 56516.3 Approximation de London . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56516.3.1 Enthalpie libre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56516.3.2 Densité de courant longitudinale (dans le plan des couches) . . . . .. . . . . 56616.3.3 Densité de courant transverse (le long de l’axe Oz) . . . . . . . 56616.3.4 Énergie de Josephson . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56716.4 Vortex de Josephson au sein d’une jonction Josephson unique (U) . . . 56716.4.1 Géométrie d’une jonction U . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56816.4.2 Champ magnétique, densité de courant et potentiel vecteur . . .. . . . . . . . 56816.4.3 Vortex de Josephson de type U . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57016.5 Vortex de Josephson dans les supraconducteurs lamellaires . . . . .. . . . . . . . . . . 57316.5.1 Équations générales gouvernant les « multijonctions de Josephson » . .. . . 57316.5.2 Équation gouvernant les densités de courant . . . . . . . . . . 57316.5.3 Équation gouvernant les différences de phase absolues . . . . . 57416.5.4 Équation gouvernant le champ magnétique . . . . . . . . . . . 57516.6 Vortex de Josephson de type M [6] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57716.6.1 « Pseudo-coeur » dans les vortex de Josephson . . . . . . . . . 57716.6.2 Description qualitative . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57716.6.3 Approche quantitative . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58016.7 Réseau de vortex de Josephson . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58316.7.1 Rapprochement du modèle continu . . . . . . . . . . . . . . . 58316.7.2 Modèle de Lawrence-Doniach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58816.8 Vortex pancake . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58916.8.1 Approche qualitative . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58916.8.2 Approche quantitative . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59316.9 Supraconducteurs lamellaires sous champ oblique . . . . . . . . . . . . 59316.9.1 Paramètre de couplage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59316.9.2 Constituants élémentaires et énergies d’interaction. . . . . . . 59416.9.3 Exemples de configurations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 595Quelques ouvrages de référence 609Index 613 21 00 06 01 https://laboutique.edpsciences.fr/produit/1498/9782759826834/supraconductivite-tome-2 01 00 03 02 https://laboutique.edpsciences.fr/system/product_pictures/data/009/983/400/original/9782759826827-Supraconductivite-T2_couv-sofedis.jpg 17 14 20250710T155010+0200 01 P1 EDP Sciences 01 01 P1 EDP Sciences 17 avenue du Hoggar - PA de Courtaboeuf - 91944 Les Ulis cedex A http://publications.edpsciences.org/ 04 11 00 20250911 01 00 20250911 19 00 20250911 2026 06 3052868830012 01 WORLD 27 03 9782759826834 15 9782759826834 WORLD 08 EDP Sciences 04 01 00 20250911 03 01 D1 EDP Sciences 21 04 05 01 02 1 00 69.00 01 5.50 3.60 EUR laboutique.edpsciences.fr-R002748 03 01 01 R002748 00 ED E107 00 01 01 Supraconductivité Tome 2 Tome 2 – théorie de Ginzburg-Landau et ses développements 01 fre 08 297 03 22 12266658 17 01 P1 EDP Sciences 01 01 P1 EDP Sciences 17 avenue du Hoggar - PA de Courtaboeuf - 91944 Les Ulis cedex A http://publications.edpsciences.org/ 11 00 20250911 02 01 002921 03 9782759826834 15 9782759826834 03 01 D1 EDP Sciences 45 03 laboutique.edpsciences.fr-002921 03 01 01 002921 03 9782759826834 15 9782759826834 10 EA E107 10 00 01 R002748 ED E107 1 10 01 02 Savoirs Actuels 1 B16 01 C4 Michèle Leduc 01 01 Supraconductivité Tome 2 Tome 2 – théorie de Ginzburg-Landau et ses développements 1 A01 01 A873 Philippe Mangin Mangin, Philippe Philippe Mangin Professeur émérite à l’École des Mines de Nancy (Université de Lorraine), Philippe Mangin est chercheur à l’Institut Jean Lamour. Ses travaux ont été menés en lien étroit avec les réacteurs de recherche à neutrons (ILL-Grenoble, LLB-Saclay, NIST-Gaithersburg). Philippe Mangin est professeur émérite de l’Université de Lorraine et membre de l’Institut Jean Lamour (IJL). Il a dirigé le Laboratoire Léon Brillouin (LLB) d’Orsay après le laboratoire de physique des matériaux de Nancy. Il a enseigné la supraconductivité à des publics variés et notamment aux élèves ingénieurs (École des mines de Nancy). 2 A01 01 A874 Rémi Kahn Kahn, Rémi Rémi Kahn Rémi Kahn est ingénieur CEA à Saclay. Il a effectué ses recherches au Laboratoire Léon Brillouin (LLB). Une partie de ses travaux porte sur la supraconductivité, en particulier la caractérisation des réseaux de vortex par diffraction neutronique. Rémi Kahn était ingénieur CEA (LLB Saclay), responsable des aires expérimentales de l’INB 101 (Orphée). 01 fre 08 296 03 01 24 Izibook:Subject Physique Générale 24 Izibook:SubjectAndCategoryAndTags |Physique Générale| 20 théorie de Ginzburg-Landau;supraconductivité;films minces;supraconducteur;vortex d’Abrikosov;champs critiques;aimantation;cuprates;modèle de Lawrence-Doniach 10 2011 SCI055000 29 CLIL3058 01 530 05 06 03 00 <blockquote>Prenant la suite du premier tome consacré à la théorie BCS, ce second ouvrage aborde la théorie de Ginzburg-Landau de la supraconductivité. Après un exposé du formalisme et l’établissement des équations de Ginzburg-Landau, les auteurs introduisent les longueurs de cohérence et de London et procèdent à une analyse de multiples effets associés, dont leurs manifestations dans les films minces. La théorie est ensuite mise en oeuvre dans les supraconducteurs de type II isotropes avec une description détaillée des vortex d’Abrikosov individuels puis en réseaux, et leurs conséquences sur les grandeurs physiques telles que les champs critiques et l’aimantation. Une partie importante est dédiée aux supraconducteurs anisotropes et stratifiés dont font partie les cuprates à haute température critique. Les auteurs prolongent la théorie de Ginzburg-Landau pour aboutir au modèle de Lawrence-Doniach et la mise en évidence d’une variété de nouveaux vortex, de Josephson et pancake. Ces exposés d’introduction s’adressent principalement à un public d’étudiants de Master 2, de doctorants, d’enseignants et de chercheurs.</blockquote>« Ce livre est une ressource essentielle pour quiconque étudie la supraconductivité. Il aborde la théorie de Ginzburg-Landau d'une manière à la fois détaillée et pédagogique, ce qui la rend accessible aux étudiants et aux chercheurs.<o:p></o:p>Son importance majeure réside dans sa couverture approfondie des supraconducteurs anisotropes, en particulier les supraconducteurs à haute température critique. Contrairement à la plupart des ouvrages, il ne se contente pas des concepts de base. Il explique les propriétés remarquables de ces matériaux complexes en détaillant les vortex "pancake" et les vortex "Josephson", ainsi que leur interaction mutuelle.<o:p></o:p>Un autre atout majeur est qu'il regroupe les derniers développements théoriques qui sont généralement éparpillés dans la littérature scientifique. Cela en fait une référence unique et à jour. Ce livre sera donc d'une grande utilité pour les étudiants en Master 2, les doctorants et les chercheurs souhaitant se spécialiser dans ce domaine de pointe. » Alexandre Bouzdine , Professeur émérite de l’Université de Bordeaux,  Membre Honoraire de l’Institut Universitaire de France, lauréat du Prix Gay-Lussac Humboldt, lauréat du Prix Holweck.«Exemple d'une importante propriété de la matière pas prévue par la théorie, la supraconductivité a dû attendre 46 années après sa découverte accidentelle par Kamerlingh Onnes en 1911 pour trouver un modèle théorique.Ensuite, et toujours par la voie expérimentale, on a découvert des matériaux qui restent supraconducteurs à des températures plus élevées. Ils restent l'objet de controversées recherches théoriques.Les ouvrages de Philippe Mangin et Rémi Kahn font une présentation didactique et presque exhaustive de la supraconductivité. Après un premier tome où la théorie BCS et l'effet Josephson étaient décrits en détail, le deuxième tome aborde la théorie de Ginzburg-Landau, les vortex d'Abrikosov et les matériaux anisotropes.L'ensemble est présenté de manière cohérente suite à un travail remarquable de synthèse d'un nombre énorme de travaux de recherche dispersés dans de nombreux journaux scientifiques.Cette somme doit intéresser les chercheurs, les étudiants et les industriels de la physique du solide et de la science des matériaux dans un domaine prometteur et en constant progrès.»  José Teixeira, directeur de recherche émérite au CNRS, docteur-ès-sciences, spécialiste de la physique des liquides (colloïdes par diffusion de neutrons).  <blockquote>Prenant la suite du premier tome consacré à la théorie BCS, ce second ouvrage aborde la théorie de Ginzburg-Landau de la supraconductivité. Après un exposé du formalisme et l’établissement des équations de Ginzburg-Landau, les auteurs introduisent les longueurs de cohérence et de London et procèdent à une analyse de multiples effets associés, dont leurs manifestations dans les films minces. La théorie est ensuite mise en oeuvre dans les supraconducteurs de type II isotropes avec une description détaillée des vortex d’Abrikosov individuels puis en réseaux, et leurs conséquences sur les grandeurs physiques telles que les champs critiques et l’aimantation. Une partie importante est dédiée aux supraconducteurs anisotropes et stratifiés dont font partie les cuprates à haute température critique. Les auteurs prolongent la théorie de Ginzburg-Landau pour aboutir au modèle de Lawrence-Doniach et la mise en évidence d’une variété de nouveaux vortex, de Josephson et pancake. Ces exposés d’introduction s’adressent principalement à un public d’étudiants de Master 2, de doctorants, d’enseignants et de chercheurs.</blockquote> 02 00 Ce livre expose la théorie de Ginzburg-Landau et sa mise en œuvre dans les supraconducteurs. Il aboutit au modèle de Lawrence-Doniach et à la mise en évidence d’une variété de nouveaux vortex, de Josephson et pancake. 04 00 Avant-propos ix11 Théorie de Ginzburg-Landau : Formalisme 33711.1 Généralités sur les transitions de phase du second ordre . . . . . . . . 33711.1.1 Classification des transitions de phase . . . . . . . . . . . . . . 33711.1.2 Le supraconducteur : un système thermodynamique magnétique . . .. . . 33811.1.3 Modèle de Landau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33911.1.4 Modèle de Ginzburg-Landau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34011.2 Modèle de Ginzburg-Landau des supraconducteurs . . . . . . . . . . . 34111.2.1 Paramètre d’ordre « gap supraconducteur » . . . . . . . . . . 34111.2.2 Paramètre d’ordre « fonction d’onde des paires d’électrons supraconducteurs » . . . .. 34311.2.3 Équivalence entre les 2 formulations . . . . . . . . . . . . . . . 34411.3 Potentiel thermodynamique sous champ magnétique . . . . . . . . . . 34511.3.1 Énergie libre de Ginzburg-Landau . . . . . . . . . . . . . . . . 34511.3.2 Enthalpie libre de Ginzburg-Landau . . . . . . . . . . . . . . 34611.3.3 Équations de Ginzburg-Landau . . . . . . . . . . . . . . . . . 34611.4 Longueurs caractéristiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34711.4.1 Longueurs de cohérence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34711.4.2 Longueur de London . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34811.5 Champ thermodynamique critique et longueurs de cohérence . . . . . 35111.5.1 Champ thermodynamique critique . . . . . . . . . . . . . . . . 35111.5.2 Longueurs de cohérence, BCS et Ginzburg-Landau comparées . . . . . . . . .. . 35311.5.3 Jauges et équations de Ginzburg-Landau . . . . . . . . . . . . 35411.5.4 Équations de Ginzburg-Landau réduites . . . . . . . . . . . . . 35511.6 Supraconducteurs sales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35711.6.1 Équation de Pippard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35711.6.2 Supraconducteur propre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35811.6.3 Retour sur les supraconducteurs sales . . . . . . . . . . . . . . 35911.7 Énergie de surface – critère de Ginzburg-Landau . . . . . . . . . . . . 36011.7.1 Approche élémentaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36111.7.2 Critère de Ginzburg-Landau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36412 Supraconducteurs de type I 38312.1 Densité de courant et champ critiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38312.1.1 Vitesses et densités de courant critiques . . . . . . . . . . . . . 38312.1.2 Critère de Silsbee . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38412.1.3 Application au cas d’un milieu semi-infini . . . . . . . . . . . . 38412.2 Plaques supraconductrices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38512.2.1 Plaque d’épaisseur très supérieure à la longueur de cohérence GL<<d . .. . 38512.2.2 Plaque d’épaisseur inférieure à la longueur de cohérence . . . . .. . . 39012.3 Intensité de courant critique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39812.3.1 Fil d’épaisseur très supérieure à la longueur de cohérence GL . . . .. . . . . . . 39812.3.2 Fil d’épaisseur inférieure à la longueur de cohérence GL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39912.4 Effets de cohérence et quantum de flux . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40012.4.1 Le « fluxon » . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40012.4.2 Équation de London généralisée . . . . . . . . . . . . . . . . . 40212.5 Expérience de Little et Parks [12] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40312.5.1 Description de l’expérience de Little-Parks . . . . . . . . . . . 40312.5.2 Interprétation de l’expérience . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40312.6 Effets de proximité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40612.6.1 Interface supraconducteur-métal normal . . . . . . . . . . . . 40712.6.2 Interface supraconducteur-supraconducteur en phase normale . . . .. . . . . 40813 Le vortex d’Abrikosov 41313.1 Vue d’ensemble sur les vortex . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41313.1.1 Aimantation des supraconducteurs . . . . . . . . . . . . . . . . 41313.1.2 Les vortex . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41613.1.3 Transport du courant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41613.2 Équations générales dictant la structure d’un vortex . . . . . . . . . . 41913.2.1 Forme générale des grandeurs physiques associées au vortex . 41913.2.2 Équations de Ginzburg-Landau . . . . . . . . . . . . . . . . . 41913.2.3 Équation de conservation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42013.2.4 Conditions aux limites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42113.3 Profil du paramètre d’ordre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42213.3.1 Comportement du paramètre d’ordre au voisinage de l’origine 42213.3.2 Paramètre d’ordre dans les supraconducteurs de K élevé . . . . . . .. . . . . . 42313.3.3 Modèles alternatifs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42513.4 Profils du champ magnétique et de la densité de courant portés par un vortex dans les supraconducteurs de paramètre élevé . . . . . 42613.4.1 Modèle du cut-off . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42613.4.2 Modèle RK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42813.5 Énergie libre d’un vortex . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43113.5.1 Recensement des contributions . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43113.5.2 Énergie libre de condensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43213.5.3 Énergie de ligne d’un vortex . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43313.5.4 Énergie libre totale d’un vortex . . . . . . . . . . . . . . . . . 43613.6 Champ critique Hc1 d’apparition du premier vortex . . . . . . . . . . 43813.6.1 Enthalpie libre de formation d’un vortex . . . . . . . . . . . . 43813.6.2 Champ critique Hc1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43913.6.3 Densité de vortex au champ critique Hc1 . . . . . . . . . . . . 43913.6.4 Énergie d’interaction entre vortex . . . . . . . . . . . . . . . . 44013.7 Vortex dans une plaque mince . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44113.7.1 Géométrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44213.7.2 Présentation qualitative . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44213.7.3 Approche quantitative d’un vortex pancake . . . . . . . . . . . 44314 Réseaux de vortex d’Abrikosov 46714.1 Champs critiques Hc1 et Hc2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46714.1.1 Approche intuitive des champs critiques . . . . . . . . . . . . . 46714.1.2 Nucléation de matière supraconductrice et champ critique Hc2 . . . . .. . . . 46914.2 Réseau de vortex . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47214.2.1 Forme générale du paramètre d’ordre . . . . . . . . . . . . . . 47214.2.2 Réseau rectangulaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47214.2.3 Structure électronique des réseaux de vortex au voisinage de Hc2 . .. . . . . . . 47614.3 Stabilité des réseaux de vortex . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47714.3.1 Paramètre de stabilité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47714.3.2 Réseau hexagonal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47814.4 Aimantation des supraconducteurs de type II . . . . . . . . . . . . . . 47914.4.1 Supraconducteurs doux et supraconducteurs durs . . . . . . . 47914.4.2 Aimantation des supraconducteurs doux . . . . . . . . . . . . 48114.5 Supraconductivité de surface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48514.5.1 Problématique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48514.5.2 Champ appliqué perpendiculairement à la surface de l’échantillon . . .. . . . . . . . 48614.5.3 Champ appliqué parallèlement à la surface de l’échantillon . . .. . . . 48614.5.4 Retour sur le diagramme de phase d’un supraconducteur . . . . .. . . . . . . 49015 Supraconducteurs anisotropes : modèle continu 51515.1 Équations de Ginzburg-Landau en milieu anisotrope . . . . . . . . . . 51515.1.1 Enthalpie libre en milieu anisotrope continu . . . . . . . . . . 51515.1.2 Équations de Ginzburg-Landau en milieu anisotrope continu . . . . . . . . .. 51615.2 Longueurs de pénétration de London . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51715.2.1 Modèle de London . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51715.2.2 Longueurs de London . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51715.2.3 Champ H et champ magnétique B . . . . . . . . . . . . . . . . 51815.2.4 Longueurs de cohérence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51915.2.5 Champ thermodynamique critique . . . . . . . . . . . . . . . . 52015.3 Vortex orientés dans les directions principales . . . . . . . . . . . . . . 52015.3.1 Paramètre d’anisotropie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52115.3.2 Vortex orientés suivant l’axe de révolution Oz . . . . . . . . . 52115.3.3 Vortex orientés perpendiculairement à l’axe de révolution . . .. . . . . 52215.3.4 Comparaison des champs critiques . . . . . . . . . . . . . . . 53015.4 Vortex inclinés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53115.4.1 Orientation et géométrie des axes de vortex . . . . . . . . . . . 53215.4.2 Champ magnétique dans l’espace direct . . . . . . . . . . . . . 53215.4.3 Champ magnétique dans l’espace réciproque . . . . . . . . . . 53415.4.4 Énergie libre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53615.4.5 Réseau de vortex en champ intermédiaire . . . . . . . . . . . . 53715.5 Champs critiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54515.5.1 Champ critique inférieur Hc1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54615.5.2 Champ critique supérieur Hc2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55016 Supraconducteurs lamellaires et vortex de Josephson 56116.1 Modèle de Lawrence-Doniach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56116.1.1 Principe du modèle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56116.1.2 Enthalpie libre de Lawrence-Doniach . . . . . . . . . . . . . . 56116.2 Équations de Landau-Lawrence-Doniach . . . . . . . . . . . . . . . . . 56316.2.1 Première équation de Landau-Lawrence-Doniach . . . . . . . 56416.2.2 Seconde équation de Landau-Lawrence-Doniach . . . . . . . . 56516.3 Approximation de London . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56516.3.1 Enthalpie libre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56516.3.2 Densité de courant longitudinale (dans le plan des couches) . . . . .. . . . . 56616.3.3 Densité de courant transverse (le long de l’axe Oz) . . . . . . . 56616.3.4 Énergie de Josephson . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56716.4 Vortex de Josephson au sein d’une jonction Josephson unique (U) . . . 56716.4.1 Géométrie d’une jonction U . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56816.4.2 Champ magnétique, densité de courant et potentiel vecteur . . .. . . . . . . . 56816.4.3 Vortex de Josephson de type U . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57016.5 Vortex de Josephson dans les supraconducteurs lamellaires . . . . .. . . . . . . . . . . 57316.5.1 Équations générales gouvernant les « multijonctions de Josephson » . .. . . 57316.5.2 Équation gouvernant les densités de courant . . . . . . . . . . 57316.5.3 Équation gouvernant les différences de phase absolues . . . . . 57416.5.4 Équation gouvernant le champ magnétique . . . . . . . . . . . 57516.6 Vortex de Josephson de type M [6] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57716.6.1 « Pseudo-coeur » dans les vortex de Josephson . . . . . . . . . 57716.6.2 Description qualitative . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57716.6.3 Approche quantitative . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58016.7 Réseau de vortex de Josephson . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58316.7.1 Rapprochement du modèle continu . . . . . . . . . . . . . . . 58316.7.2 Modèle de Lawrence-Doniach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58816.8 Vortex pancake . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58916.8.1 Approche qualitative . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58916.8.2 Approche quantitative . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59316.9 Supraconducteurs lamellaires sous champ oblique . . . . . . . . . . . . 59316.9.1 Paramètre de couplage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59316.9.2 Constituants élémentaires et énergies d’interaction. . . . . . . 59416.9.3 Exemples de configurations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 595Quelques ouvrages de référence 609Index 613 21 00 06 01 https://laboutique.edpsciences.fr/produit/1498/9782759826834/supraconductivite-tome-2 01 00 03 02 https://laboutique.edpsciences.fr/system/product_pictures/data/009/983/400/original/9782759826827-Supraconductivite-T2_couv-sofedis.jpg 17 14 20250710T155010+0200 01 P1 EDP Sciences 01 01 P1 EDP Sciences 17 avenue du Hoggar - PA de Courtaboeuf - 91944 Les Ulis cedex A http://publications.edpsciences.org/ 04 11 00 20250911 01 00 20250911 19 00 20250911 2026 06 3052868830012 01 WORLD 13 03 9782759826827 15 9782759826827 WORLD 08 EDP Sciences 04 01 00 20250911 03 01 D1 EDP Sciences 20 04 05 01 02 1 00 47.99 01 5.50 2.50 EUR 04 06 01 02 1 00 168.99 01 5.50 2.50 EUR 01 04 06 01 02 1 00 184.99 01 5.50 9.64 USD 01