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La structure du germane. En bleu les atomes de germanium et en orange ceux d'hydrogène. Crédit : ETH de Zurich
On connaît depuis le milieu des années 1980 des supraconducteurs à haute température critique, c'est-à-dire fonctionnant au-dessus de la température de liquéfaction de l'azote liquide. Ces cupratescuprates ne sont malheureusement pas faciles à fabriquer. De plus, leurs propriétés mécaniques ressemblent à celles du graphitegraphite de nos crayons, ce qui limite fortement leur utilisation. On peut difficilement s'en servir pour réaliser des câbles, même si cela n'est pas impossible, et ils sont de plus toxiques.
On ne comprend toujours pas clairement le mécanisme à l'origine de la supraconductivitésupraconductivité à haute température critique mais des progrès ont été réalisés. Toutefois, il se pourrait que dans le cadre de la théorie standard de la supraconductivité, il puisse exister certains matériaux capables de rivaliser avec les cuprates et qui n'en auraient pas les inconvénients.
Un aimant flottant dans un nuage d'azote au-dessus d'un supraconducteur. Crédit : François Jannin/Photothèque CNRS
Haute température mais aussi très haute pression
Brillant chercheur membre de l'ETZ de Zurich, Artem Oganov a mis au point une méthode permettant de déterminer sur ordinateurordinateur à quelle température certains matériaux deviennent supraconducteurs selon le mécanisme bien compris de la supraconductivité standard. Il a ainsi pu prédire la température de transition de phasetransition de phase faisant passer le silane (SiH4) à l'état supraconducteur : 17 K. Avec ses collègues, il vient de publier une nouvelle prédiction mais concernant un autre hydrure, le germane (GeH4, tétrahydrure de germaniumgermanium).
La température de liquéfaction de l'azote est de 77 K (-195,79°C) et il est facile de disposer d'azote liquide en laboratoire ou dans le cadre de certaines applicationsapplications technologique. Selon Oganov, c'est à 64 K que le germane deviendrait supraconducteur. D'après lui, les 13 K qu'il faudrait gagner pour pouvoir utiliser l'azote liquide ne nécessiteraient que des ajouts convenables d'atomesatomes, par exemple de siliciumsilicium.
Cependant, le germane, tout comme le silane, ne deviendrait supraconducteur que soumis à de fortes pressionspressions, en l'occurrence deux mégabars, c'est-à-dire deux millions de fois la pression atmosphériquepression atmosphérique. C'est un inconvénient sérieux qui limiterait les applications du germane à des expériences ou des dispositifs de laboratoire. Mais ce serait déjà une importante avancée.
