Résistivité

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Descritption de la résistivité

La résistivité d'un matériau, généralement représentée par la lettre grecque rho (ρ), indique sa capacité à résister au flux de courant. Elle correspond à la résistance N 1 d'une section de matériau d'un mètre de long et d'un mètre carré, exprimée par un ohmmètre (ou ohmmètre), symbole Ωm (ou Ω⋅m). Nous utilisons également. La susceptibilité magnétique permet de donner une indication sur le comportement magnétique du corps étudié :

  • lorsque qu'elle est positive et de l'ordre de 104 ou au-delà, le corps est dit ferromagnétique.
  • lorsque qu'elle est positive et son ordre de grandeur est compris entre 10-6 et 10-3, le corps peut être paramagnétique, ferrimagnétique ou antiferromagnétique.
  • lorsque qu'elle est vaut 0, le corps étudié est le vide par définition.
  • lorsque qu'elle est est négative, le corps est dit diamagnétique. Généralement, l'ordre de grandeur est de -10-5. Si la susceptibilité magnétique vaut -1, on a un corps diamagnétique parfait qu'on appelle supraconducteur.

En général, la susceptibilité magnétique est sensible à la température.

Protocole de prise de mesure de la susceptibilité magnétique

Principe

on souhaite mesurer la résistivité du cuivre avec deux différente méthodes. pour ce faire nous allons faire un dépôt sous forme de couche mince sur une plaque de silicium par pulvérisation magnétron

Description du matériel de mesure

Ci-dessous est décrit le matériel utilisé à LPGP (Laboratoire de physique des gaz et des plasmas université de Paris Saclay) pour acquérir les données postées sur ce wiki.

Démarche exprementales

Pour créer un plasma homogène de forte densité, nous allons procéder à une pulvérisation High Power Impulse Magnetron Sputtering (HIPIMS) et une Direct Current (DC). Le matériel utilisé pour ces deux méthodes est le même1 et la différence se fera au niveau de l’utilisation des compartiments et du magnétron. Dans le cas d’un DC, les atomes pulsés sont neutres et leur énergie se situe entre 0 et 10 eV. Le courant est continu et ne=1016 m-3, on augmente la densité de plasma pour ioniser les atomes et pouvoir gérer leur trajectoire. Dans le cas d’un HIPIMS, les atomes sont donc ionisés pendant un court temps et peuvent alors être polarisés ou non pour attirer les ions et contrôler leur énergie. Cette dernière est plus importante que lors d’un DC et si situe entre 0 et 100 eV avec ne=1020 m-3. On distingue ici les deux chambres de pressions différentes à gauche. Leur pression est respectivement indiquée devant la pompe (en rouge) avec en premier celle de la petite enceinte et ensuite celle de l’enceinte principale. En dessous des chambres, il y a un refroidisseur d’eau, maintenu à 13°C, qui permet de baisser la température lors de la mesure car les aimants chauffent et on peut perdre les lignes de champs. Le magnétron est déjà installé ainsi que le cuivre que nous allons utiliser. L'échantillon peut être analysé sous forme solide s'il est assez petit (moins de 5mm) ou être broyé sous forme de poudre. Il est ensuite placé dans un porte-échantillon ovoïde (petite capsule en forme d'œuf). Puis, le tout est inséré et bloqué dans une paille en plastique. On peut alors placer la paille dans le magnétomètre pour acquisition.

Pour faciliter la mesure, il faut que le porte-échantillon et la paille soient diamagnétique afin de ne perturber au minimum le champ que l'on veut faire subir à l'échantillon. Si c'est impossible, on peut faire une mesure avec un porte-échantillon vide afin de connaître son impact sur le champ magnétique et ainsi corriger a posteriori la réelle mesure.

Description de l'installation

La paille contenant l'échantillon est insérée dans une chambre au milieu d'une bobine à 4 spires. Lorsque celle-ci est parcourue par un courant, elle produit un champ magnétique sur l'échantillon. Un détecteur SQUID est connecté à la chambre de l'échantillon pour mesurer l'aimantation.

Pour créer des champs magnétiques conséquents, la bobine est parcourue par des courants très intenses, ce qui émet beaucoup de chaleur. De plus, le détecteur SQUID utilise un supraconducteur : il a besoin de rester à une température très basse. Pour remédier à cela, toute l'installation est encerclée par un système de refroidissement alimenté en hélium liquide.

Plus d'informations sur le détecteur SQUID : https://fr.wikipedia.org/wiki/SQUID

Changer les conditions de mesure : changer la température

La susceptibilité magnétique est sensible à la température. Dans le magnétomètre, il y a un deuxième système d'hélium liquide pour contrôler la température de la chambre de l'échantillon. Cette installation peut parcourir des températures comprises entre 0 K et 300 K (température ambiante).

Définition du graphe de connaissances

Schema

Diagramme de classes ou modèle RDF (comme vue en cours)

Vocabulaire

Base

BASE <https://data.escr.fr/wiki/Susceptibilité_magnétique_du_Fer,_Chlorure_de_cuivre_(II)_dihydraté_et_YBaCuO>

Préfixes

PREFIX rdf: <http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#>
PREFIX rdfs: <http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#>
PREFIX xsd: <http://www.w3.org/2001/XMLSchema#>
PREFIX wd: <http://www.wikidata.org/entity/>

Classes

Propriétés

sample
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  • Décrit le nom de l'échantillon étudié.
author
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  • Décrit le nom de l'expérimentateur.
date
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  • Décrit la date à laquelle la mesure a été effectuée.
protocole
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  • Décrit le protocole de la prise de mesure.
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  • Décrit la valeur de la susceptibilité magnétique.
temperature
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  • Décrit la température à laquelle la mesure a été faite, en °K.
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  • Décrit l'incertitude de la mesure.
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  • Décrit l'inverse de la valeur de la susceptibilité magnétique.

Prises de mesures

Fer

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CuCl2 . 2H2O

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YBaCuO

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                                              <author> "Eric Rivière" ;
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Commentaires sur les mesures

Fer

sample value precision temperature author date
16:14:17 25/11/2024 -- Actualiser -- Durée de la requête :0.031s -- CSV


Le fer est un métal naturellement aimanté à température ambiante, même en l'absence de champ externe : il est ferromagnétique. Sa susceptibilité magnétique est très élevé (supérieure à 104).

La mesure a été effectuée sur une bille de fer avec une température constante de 5°K. Celle-ci est très éloignée de 1047°K, la température de Curie du fer (température critique au-dessus de laquelle le fer ferromagnétique devient paramagnétique). Pour les corps ferromagnétiques (et ferrimagnétiques), la susceptibilité magnétique reste constante sur toutes les températures largement inférieures à la température de Curie.

CuCl2 . 2H2O

Le chlorure de cuivre (II) dihydraté est paramagnétique, sa susceptibilité magnétique est faible. C'est un composé toxique, utilisé comme catalyseur ou colorant en pyrotechnie (flammes colorées). Comme tous les corps paramagnétiques, on s'aperçoit que l'inverse de la susceptibilité magnétique est proportionnelle à la température : on dit que le corps suit une loi de Curie.

YBaCuO

Les oxydes mixtes de baryum, de cuivre et d'yttrium peuvent être des supraconducteurs à des températures suffisamment basses.

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