Comportement supraconducteur d'alliages binaires et d'alliages isoélectroniques du plomb et de l'étain

Abstract
Studies have been undertaken in this laboratory [1] to determine the influence of impurities upon the superconducting behaviour of a métal. If Z is the atomic number of the métal, these of impurities are Z -1, Z + 1, or Z - 1 and Z + 1. Magnetic measurements give the Sommerfeld coefficient γ from the critical field-temperature curves. This coefficient is connected to the electronic specific heat Cen of a normal métal at the T temperature by the relation Cen = γT. (1) Furthermore γ is proportional to the density of states n(EF) at the Fermi level so that, using the rigid band model [2] we can deduce the shape of the density of states curve n(E) = f(E) in the vicinity of the Fermi level. Isoelectronic alloys, constitued of an equiatomic mixture of Z - 1 and Z + 1 impurities in the Z metal must, if the rigid band approximation is valid, behave like a pure metal. The experiments concern lead or tin base alloys. With very diluted alloys, we prove that the electronic specific heat of the pure metal equals that of the isoelectronic alloy. The deduced value of γ lies between those of the two corresponding binary alloys. Nevertheless, for more concentrated alloys, the Sommerfeld coefficient of the pure metal is a few percent smaller than that of the isoelectronic alloy. These studies constitute a vérification for the rigid band model theory and a détermination of the shape of the lead and tin bands close to the Fermi level.

Résumé
Des études ont été entreprises dans ce laboratoire, [1], afin d'étudier l'influence d'impuretés sur le comportement supraconducteur d'un métal. Z désignant le numéro atomique du métal, les impuretés sont de numéro atomique Z -1, Z + 1, ou Z - 1 et Z + 1. Les mesures magnétiques permettent de déduire des courbes champ critique-température la valeur du coefficient γ de Sommerfeld. Ce coefficient est lié à la chaleur spécifique électronique Cen du métal dans l'état normal à la température T par la relation : Cen = γT. (1) Par ailleurs, γ est proportionnel à la densité d'états n(EF) au niveau de Fermi, EF étant l'énergie de Fermi. La connaissance de γ permet ainsi, en s'appuyant sur le modèle des bandes rigides, [2], de déduire la forme de la courbe de densité d'états n(E) = f (E) au voisinage du niveau de Fermi. Les alliages isoélectroniques, constitués d'un mélange équiatomique d'impuretés Z -1 et Z + 1 dans le métal Z, doivent, si l'approximation des bandes est valable, se comporter comme le métal pur. Les expériences concernent des alliages à base de plomb ou d'étain. Pour des alliages très étendus on vérifie que les chaleurs spécifiques électroniques du métal pur et de l'alliage isoélectronique sont égales et se situent entre celles des alliages binaires correspondants, à concentration égale. Pour des concentrations plus élevées cependant, la chaleur spécifique électronique du métal pur est légèrement inférieure à celle de l'alliage isoélectronique. Ces études constituent une vérification de la théorie des bandes rigides et une détermination de la forme des bandes du plomb et de l'étain au voisinage du niveau de Fermi.