Physik Neue Methode zur Analyse von Supraleitern
Wie unkonventionelle Supraleiter ihre außergewöhnlichen Eigenschaften erhalten, ist umstritten. Dieses Verfahren erlaubt neue Einblicke.
Eine neue Methode, mit der sich unkonventionelle Supraleiter untersuchen lassen, haben Wissenschaftler aus Deutschland, China und den USA entwickelt. „Eine Antwort auf die Frage zu finden, wie diese Materialien ihre supraleitenden Eigenschaften erhalten, ist eine der größten Herausforderungen in der modernen Festkörperphysik“, sagt Prof. Dr. Ilya Eremin von der RUB. Er beschreibt die Ergebnisse gemeinsam mit seinen Kollegen in der renommierten Fachzeitschrift „Nature Physics“.
Strom verlustfrei leiten
Im Gegensatz zu herkömmlichen Leitern wie Kupfer können Materialien im supraleitenden Zustand Strom verlustfrei transportieren. Allerdings nur bei sehr tiefen Temperaturen, was sie derzeit für einen größeren Einsatz in der Praxis untauglich macht. Neuere, sogenannte unkonventionelle Supraleiter funktionieren bei höheren Temperaturen als die ursprünglich entdeckten Materialien. Aber noch ist unklar wie.
„Forscher hoffen, die Arbeitstemperatur der unkonventionellen Supraleiter weiter anheben zu können“, sagt der Bochumer Doktorand Dustin Altenfeld vom Lehrstuhl für Theoretische Festkörperphysik. „Allerdings müssen wir dafür zunächst die Mechanismen ergründen, auf denen die Supraleitung in diesen Materialien basiert.“
Funktioniert in Theorie und Experiment
Um das Rätsel zu lösen, braucht es möglichst viele experimentelle Daten, aus denen die Wissenschaftler auf den zugrunde liegenden Mechanismus schließen können. In der aktuellen Arbeit schlägt ein internationales Team ein neues Verfahren mittels Raster-Tunnel-Elektronenmikroskopie vor, das Einblicke in die Funktionsweise unkonventioneller Supraleiter erlaubt.
Das theoretische Konzept dafür entwickelten die Bochumer Physiker in Kooperation mit Forschern der University of Florida und des Naval Research Lab in Washington DC. Partner der chinesischen Nanking-Universität bestätigten im Experiment, dass die Methode funktioniert.
