Hauchdünn und widerstandslos: zweidimensionale Supraleitung entdeckt Kristallpakete als Supraleiter - scinexx | Das Wissensmagazin
Anzeige
Anzeige

Hauchdünn und widerstandslos: zweidimensionale Supraleitung entdeckt

Kristallpakete als Supraleiter

Supraleiter sind Materialien die elektrischen Strom verlustfrei transportieren können. Kühlt man Niob oder Blei tief ab, werden überall in diesen Metallen die Elektronen supraleitend. In der aktuellen Ausgabe von Science Express berichten nun Wissenschaftler eines internationalen Teams, dass sie eine völlig neue Art von Supraleitern gefunden haben.

{1l}

In den in Augsburg und Genf hergestellten Kristallpaketen sind die Kristalle selbst gar nicht supraleitend. Stattdessen bilden die Berührungsflächen der isolierenden Kristalle einen zweidimensionalen Supraleiter. Dieser ist weniger als ein hunderttausendstel Millimeter dick. Da die Kristalle zwar die Supraleitung der Grenzschicht verursachen, selbst aber nicht leitfähig sein müssen, eröffnen sich neue Möglichkeiten, die Supraleitung durch Optimierung der Kristalle zu verbessern.

Zwei verschiedene Isolatoren

Wie in Kupfer wird in Supraleitern der elektrische Strom durch Elektronen getragen. Das Kristallgitter der Supraleiter verursacht eine Anziehungskraft zwischen den Elektronen, die sich deswegen als Paare durch den Kristall bewegen und dabei den Strom verlustfrei transportieren.

Die Physiker des Centers for Electronic Correlations and Magnetism (EKM) und des Sonderforschungsbereichs 484 „Kooperative Phänomene im Festkörper“ der Universität Augsburg sowie Kollegen der Universitäten Genf und Cornell und des Naval Research Labors in Washington haben nun Kristallpakete aus jeweils zwei verschiedenen Isolatoren – Strontiumtitanat und Lanthanaluminat – hergestellt, an denen die Elektronen höchst präzise entlang der Grenzschichten fließen.

Anzeige

Supraleitende Grenzschicht

Dabei spüren die Elektronen die Kristalleigenschaften der benachbarten Isolatoren und werden von diesen zu Paaren gekoppelt. Damit wird die Grenzschicht supraleitend und bildet einen zweidimensionalen Supraleiter. Bislang müssen diese Proben noch bis auf -273° C gekühlt werden, um supraleitend zu sein: Theoretische Modelle die in Augsburg schon im Jahr 2004 von Professor Thilo Kopp und der damaligen Diplomandin Verena Körting entwickelt wurden, lassen erwarten, dass diese Temperatur deutlich erhöht werden kann.

Da die supraleitenden Grenzschichten in unmittelbarem Kontakt zu den Isolatoren stehen und die Paarung durch die Isolatoren verursacht wird, bieten sich neue Perspektiven, die Supraleitung durch Änderung der Eigenschaften der Isolatoren zu beeinflussen und zu verbessern.

(idw – Universität Augsburg, 06.08.2007 – DLO)

Anzeige

In den Schlagzeilen

Diaschauen zum Thema

Dossiers zum Thema

Nanoröhrchen - Kohlenstoffwinzlinge als Bausteine für Computer der Zukunft

News des Tages

Jupiter

Jupiters Wanderung enträtselt

Gehirn erneuert sich bis ins hohe Alter

US-Küste: Ursache der Methan-Austritte geklärt

Bücher zum Thema

Donnerwetter - Physik - von Peter Häußler

Faszination Nanotechnologie - von Uwe Hartmann

Das informative Universum - Das neue Weltbild der Physik von Hans Chr. von Baeyer

Nanotechnologie und Nanoprozesse - Einführung, Bewertung von Wolfgang Fahrner

Projekt Zukunft - Die Megatrends in Wissenschaft und Technik von Hans-Jürgen Warnecke

Top-Clicks der Woche

Anzeige
Anzeige