Introduction to superconductivity

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Tél : 01 44 32 35 60
enseignement@phys.ens.fr

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Faculty : Jérôme Lesueur
Tutor : Kris van Houcke
ECTS : 3
Language of instruction : french and english
Keywords : Superconductivity, Quantum Physics, Phase Transitions, Electronic properties
Exam : written

Description :

In this introductory lecture, we will first describe the experimental evidences of superconductivity, from a historical perspective. We will keep on with a description of the specific electrodynamics of superconductors, and its explanation within the frame of London equations. The Ginzburg-Landau phase transition theory will guide us to describe properties of superconductors phenomenologically, in particular their behavior in a magnetic field, and the appearance of vortices. The Josephson effect, which occurs when two superconductors are coupled, will be then described, together with its main applications. Finally, we will move on studying the BCS (Bardeen Cooper Schrieffer) microscopic theory, which describes superconductivity as a coherent quantum state made of Cooper pairs. The binding energy induces a gap in the excitation spectrum of superconductors, which rules their electronic properties.

1) Properties of superconductors

2) London classic theory ; electrodynamics of superconductors

3) Phenomenological Ginzburg Landau theory

4) Superconductors in a magnetic field (vortices)

5) Josephson effect

6) BCS Quantum theory, excitation spectrum, superconducting gap

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