Format PDF - IPN - IN2P3

86 Physique et technologie des accélérateurs
5.1 Nouveaux matériaux supraconducteurs pour les cavités
accélératrices
Les cavités radiofréquence supraconductrices en niobium massif de haute pureté, sont de plus en plus utilisées
dans les accélérateurs (CEBAF, SNS, XFEL). Cette technologie approche aujourd’hui ses limites théoriques
déterminées par le champ magnétique critique du niobium (BC =200 mT, soit un équivalent de 55
MV/m pour une géométrie de type ILC). Les couches minces (épaisseur ~3-5 µm) supraconductrices de type
II (Nb, NbN, NbTiN, Nb3Sn), déposées sur du cuivre, sont une première alternative au niobium massif.
Une seconde alternative, basée sur la théorie de A. Gurevich, consiste à associer un supraconducteur de
type II et TC élevée avec un diélectrique en multicouches (Supraconducteur-Isolant-Supraconducteur: SIS)
déposées sur du niobium massif. Une augmentation d’un facteur 2 à 5 du gradient accélérateur et de 1 à
2 décades sur le facteur de qualité semble possible par la technique des nano-composites du type multicouche
SIS. Cette technique apparait comme une voie prometteuse ; toutefois, la théorie de Gurevich n’a
pas encore été validée ou confirmée expérimentalement. Le programme de R&D sur ce thème dans les
années à venir peut se scinder en deux thèmes principaux: les couches minces supraconductrices micrométriques
déposées sur substrat de cuivre et les multicouches composites nanométriques du type SIS déposées
sur substrat niobium.
Figure 10 : Banc de test pour la caractérisation des couches minces suoraconductrices.
Sur le premier thème, des contacts ont déjà été établis avec ces laboratoires en vue de collaboration dans
le cadre de CARE puis EUCARD. En se basant sur les bancs de tests actuellement disponibles (cavité TE011)
ou à développer à la DA, le programme de travail proposé a pour principaux objectifs la caractérisation
aux températures cryogéniques des couches minces supraconductrices, la comparaison des performances