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 www.usherbrooke.ca/physique
Ce qu il y a de particulier avec les supraconducteurs à haute température
Structure atomique
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
Diagramme de phase Isolant même si n=1 Armitage, Fournier, Greene, RMP (2009)
Familles de supraconducteurs : organiques D. Jérome
Layered organic conductors( BEDT-X family)
Diagramme de phase expérimental BEDT-X 40 PI 30 M T (K) 20 10 AF AF/SC U-SC 0 0 200 400 600 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
Modèle et approche Des approches théoriques originales développées ici (en partie ou complètement) pour les propriétés électroniques des matériaux quantiques www.usherbrooke.ca/physique
Hubbard model t t 1931-1980 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
Pourquoi est-ce si difficile à comprendre? U
Isolant
Pourquoi est-ce si difficile à comprendre?
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) www.usherbrooke.ca/physique
Méthode auto-cohérente à deux particules 1 3 1 2 = - 2 + 3 1 3 2 3 4 5 2 1 2 = 1 2 + 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 1 1 5 2 2 4
www.usherbrooke.ca/physique Projets en cours Internet
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) www.usherbrooke.ca/physique
www.usherbrooke.ca/physique Exemple de projets
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 www.usherbrooke.ca/physique
Équipe Supervision individuelle Réunions de groupe www.usherbrooke.ca/physique
www.usherbrooke.ca/physique Généralités
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 www.usherbrooke.ca/physique
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 www.usherbrooke.ca/physique
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 www.usherbrooke.ca/physique
Et la vie après 25 MSc+PhD, 24 postdocs (24 stagiaires) www.usherbrooke.ca/physique
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 www.usherbrooke.ca/physique A. Nevidomskyy, PDF, 2007 Rice University S.R. Hassan, PDF, 2008 IMSc, Chennai, India G. Sordi PDF, 2010, Royal Holloway
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. www.usherbrooke.ca/physique S. Roy, PhD, 2008 Spécialiste de recherche opérationnelle, Kronos, Montréal. S. Allen, PhD, 2006, Analyste, CCS, Mammouth
Et pour la société? Un exemple de boulversement technologique. Les supraconducteurs à haute température www.usherbrooke.ca/physique
Transmission de l électricité
Ag Câbles BiSrCaCuO
7 octobre 2010, American Superconductors 3,000 km de câbles pour la Corée du sud
Production et besoin
Transport des personnes
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).
Test, train à lévitation magnétique, Japan Rail JR-MLX01 maglev train at Yamanashi test track
En médecine
Imagerie par résonnance magnétique
Et là où vous l attendez le moins
SQUID SQUID "Superconducting Quantum Interference Device"
e Blais, et al. Phys. Rev. A 69, 062320 (2004) L ordinateur quantique
Quantum processor
La fin Merci www.usherbrooke.ca/physique