Différents cas de figure

Première constatation lorsqu’on plonge un tel ensemble dans un champ magnétique : les vortex se comportent différemment selon qu’il y a, ou non, une couche magnétique au-dessus du supraconducteur. Sans couche magnétique, les vortex entrent dans le supraconducteur par le milieu des bords du matériau, de façon symétrique ; lorsqu’il y a une couche, la pénétration est favorisée sur un bord, fonction de l’orientation de l’aimantation de la couche.

« Ces constatations avaient déjà été faites précédemment, explique Jérémy Brisbois, mais nous avons obtenu des images plus claires que celles disponibles à ce jour. » Forts de ce succès, les physiciens liégeois ont ensuite multiplié les expériences en faisant varier différents paramètres. Parmi ceux-ci, l’épaisseur de la couche ferromagnétique, tantôt 50 nm, tantôt 450 nm. Ou la température, variable très importante quand on parle de supraconductivité puisque le phénomène n’apparaît que sous un seuil critique.

Parmi les différents résultats ainsi obtenus, qui contribuent à mieux faire comprendre le phénomène de formation et progression des vortex dans le supraconducteur, l’un d’entre eux est particulièrement remarquable. Lorsque le dispositif est refroidi à très basse température (4K ou -269°C), les vortex entrent brutalement dans le supraconducteur et forment des branches de flux magnétique, aussi appelées avalanches. Dans ce cas, lorsque la température est augmentée jusqu’à détruire complètement la supraconductivité, les traces des vortex restent visibles dans la couche magnétique. « Autrement dit, explique Jérémy Brisbois, nous avons réussi à imprimer les trajectoires des vortex, et à en garder une trace avant qu’ils ne disparaissent. » Un résultat d’autant plus intéressant que les traces restent visibles à température ambiante, ce qui facilite évidemment leur observation et l’étude du comportement des vortex.