Caractérisation électrique et magnétique sous champ magnétique intense

Responsable : Kévin Berger & Jean Lévêque

Descriptif

Cette plateforme est accessible sur le site du GREEN de la Faculté des Sciences et Technologies. Elle est destinée à la caractérisation électrique et magnétique de matériaux ou capteurs jusqu’à des champs magnétiques de 9T. Les tests peuvent être effectués sur des échantillons centimétriques entre 5 K et la température ambiante.

Nous disposons à cette fin de trois bobines de champ :

Bobine supraconductrice refroidie à l’hélium liquide, permettant d’atteindre 4T dans une zone de travail de 10 cm

• Bobine supraconductrice refroidie à l’hélium liquide, permettant d’atteindre 8T dans une zone de travail de 12 cm

• Bobine supraconductrice refroidie par conduction, permettant d’atteindre 9T dans une zone de travail de 15 cm

Ce dernier système a été acquis dans le cadre du projet, CAPMAT commun avec l’IJL et le laboratoire ERPI pour l’étude de capteur magnétique.

Ces bobines peuvent être associés à des systèmes de réfrigération :

• Réfrigérateur ARS permettant de descendre à 4 K et d’absorber 1 W de pertes,

• Réfrigérateurs Sumitomo permettant de descendre à 10 K,

• Système de réfrigération par circulation d’hélium gazeux permettant de descendre à 30 K et d’absorber 80 W de pertes,

• Système de réfrigération par circulation d’azote liquide permettant de descendre à 65 K et d’absorber 2000 W de pertes.

Possibilités offertes

Cette plateforme permet d’aimanter ou d’étudier la diffusion du champ magnétique dans un matériau ou un système, éventuellement refroidi par un cryocooler ou à la température de l’azote liquide. Cette plateforme permet aussi de tester des capteurs sous champ magnétique. Le champ magnétique appliqué peut augmenter sous la forme d’une rampe de vitesse maximale 5 mT/s (0.3 T/min).

Exemples de résultats obtenus

• Caractérisation et aimantation de pastilles supraconductrices en collaboration avec différents laboratoires : CRISMAT à Caen, National Institute of Materials Physics à Magurele en Roumanie et Experimental Physics à l’Université de la Sarre en Allemagne.

• Nouvelles méthodes pour la détermination de la densité de courant critique Jc et de l’exposant n d’un supraconducteur par étude de la diffusion magnétique.

• Caractérisation de matériaux supraconducteurs pour la société CAN superconductors.

• Caractérisation de capteurs magnétiques dans le cadre d’un projet avec la société SAFRAN.

Budget total du projet CAPMAT : 714.663 €

• Montant de l’aide européenne : 421.746 €
• Cofinancement de Lorraine Université d’Excellence : 163.000€
• Cofinancement de l’Agence Nationale de la Recherche : 74.917 €
• Cofinancement de l’Institut Carnot ICEEL : 55.000€