Onde ou particule? Onde: DFT, transistor Particule: Spins, disque dur Ni l un ni l autre?

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Martin André
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1 Onde ou particule? Onde: DFT, transistor Particule: Spins, disque dur Ni l un ni l autre? Supraconducteurs à hauts T c Thermoélectriques Magnétorésistance t t t

2 Ce qu il y a de particulier avec les supraconducteurs à haute température

3 Structure atomique

4 Ce qu il y a de particulier Métaux de transition Cubique S éloigner de O Aimants Isolants Cu En couche Près de O Aimants Isolants

5 Diagramme de phase Isolant même si n=1 Armitage, Fournier, Greene, RMP (2009)

6 Familles de supraconducteurs : organiques D. Jérome

7 Layered organic conductors( BEDT-X family)

8 Diagramme de phase expérimental BEDT-X 40 PI 30 M T (K) AF AF/SC U-SC P (bar) Phase diagram (X=Cu[N(CN) 2 ]Cl) S. Lefebvre et al. PRL 85, 5420 (2000), P. Limelette, et al. PRL 91 (2003) Bourbonnais Jerome

10 Modèle et approche Des approches théoriques originales développées ici (en partie ou complètement) pour les propriétés électroniques des matériaux quantiques

11 Hubbard model t t U t H ij t i,j c j c j c i c i U i n i n i t= 1 t Effective model, Heisenberg: J = 4t 2 /U

12 Pourquoi est-ce si difficile à comprendre? U

13 Isolant

14 Pourquoi est-ce si difficile à comprendre?

15 Méthodologie Méthodes d amas quantiques Le modèle est solutionné sur un amas de quelques sites qui représente le mieux possible un réseau infini Variational Cluster Approximation (VCA) = Variational Cluster Perturbation Theory (VCPT) Cluster Dynamical Mean Field Theory (CDMFT)

Variational Cluster Approximation (VCA) = Variational Cluster Perturbation

16 Méthode auto-cohérente à deux particules = = Y.M. Vilk and A.-M.S. Tremblay, J. Phys. Chem. Solids 56, 1769 (1995). Y.M. Vilk and A.-M.S. Tremblay, Europhys. Lett. 33, 159 (1996); N.B.: Pas de théorème de Migdal

17 Projets en cours Internet

18 Projets en cours Hétérostructures (Charlebois, Hassan, Sénéchal) Thermoélectricité (Arsenault, Shastry) Hauts Tc, effet de la troisième dimension, compétition avec antiferromagnétisme (Verret, Sénéchal) Diagramme de phase des supraconducteurs organiques en couche (Sémon) Effet de la répulsion premier voisin sur le diagramme de phase des hauts Tc à T finie (Reymbaut) Supraconductivité et liquide de spin dans le graphène (Wu)

supraconducteurs organiques en couche (Sémon) Effet de la répulsion premier voisin sur le diagramme de phase des

19 Exemple de projets

20 Projet: Effets de retard et interactions à plus longue portée t t t H ij t i,j c i c j c j c i U i n i n i

21 Équipe Supervision individuelle Réunions de groupe

22 Généralités

23 Environnement de travail Bureau avec poste de travail (Linux) Consultation avec le directeur de recherche Discussions avec des étudiants travaillant sur un sujet proche Consultation avec des chercheurs postdoctoraux Participation à des écoles d été ICRA RQMP Participation à des conférences

24 Étapes - méthodologie Apprendre: Seconde quantification Théorie champ-moyen Théorie BCS Théorie RVB (champ-moyen) Fonctions de Green Utilisation de super-ordinateur Méthodes numériques: V-CPT, C-DMFT

25 Écoles d été McMaster, 2008 Toronto, 2012 Verret, Charlebois Vancouver 2007,2009,2011 Sémon, Arsenault, Bergeron, Charlebois McGill, 2010 Sherbrooke, 2008, 2012 Jülich 2011 Bergeron Cargèse 2011 Charlebois, 2009 Arsenault Hvar Croatie 2011 Arsenault Rio 2010 Arsenault

26 Et la vie après 25 MSc+PhD, 24 postdocs (24 stagiaires)

27 Anciens: professeurs G. Slater, PhD, 1984, Ottawa, Doyen, MSRC R. Dandoloff, PDF, 1984, Cergy-Pontoise B. Fourcade, PhD, R.Day, PDF, 1985, 1988, ENS Lyon Marquettte University, Michigan A. Diaz-Guilera, PDF, 1990, Barcelone, Espagne J.E. Llebot, PDF, 1986, Barcelone, Espagne P. Bénard, PDF, 1993, UQTR A.-M. Daré, PhD, 1994, Marseille R. Côté PDF, 1994, UdeS L. Chen PDF, 1995, Ottawa A. Blais PhD, 2002, UdeS A. Nevidomskyy, PDF, 2007 Rice University S.R. Hassan, PDF, 2008 IMSc, Chennai, India G. Sordi PDF, 2010, Royal Holloway

28 Anciens: industrie P. Breton, MSc, 1987, Investissements XLCAP C. Brillon, MSc, 2007 Spécialiste contrôle non-destructif Olympus NDT Canada A. Veilleux MSc, 1994, Directeur, CCS, Mammouth B. Kyung PDF, 2009, RBC, analyste financier V. Hankevych, PDF, 2008, Vice President, Structured Product Development - Quantitative Analysis, RBC Capital Markets. D. Chassé, PhD, 2009, Gestion de risque, Caisse de dépôt et placement. S. Roy, PhD, 2008 Spécialiste de recherche opérationnelle, Kronos, Montréal. S. Allen, PhD, 2006, Analyste, CCS, Mammouth

29 Et pour la société? Un exemple de boulversement technologique. Les supraconducteurs à haute température

30 Transmission de l électricité

31 Ag Câbles BiSrCaCuO

32 7 octobre 2010, American Superconductors 3,000 km de câbles pour la Corée du sud

33 Production et besoin

34 Transport des personnes

35 Maglev, aéroport de Shangai 350 km/h (220 mph) en 2 minutes, Vitesse maximale 431 km/h (268 mph). Record 12 novembre 2006, 501 km/h (311 mph).

36 Test, train à lévitation magnétique, Japan Rail JR-MLX01 maglev train at Yamanashi test track

37 En médecine

38 Imagerie par résonnance magnétique

39 Et là où vous l attendez le moins

40 SQUID SQUID "Superconducting Quantum Interference Device"

41 e Blais, et al. Phys. Rev. A 69, (2004) L ordinateur quantique

42 Quantum processor

43 La fin Merci

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