Durchbruch: Forscher entschlüsseln Geheimnis der Raumtemperatur-Supraleitung
Durchbruch: Forscher entschlüsseln Geheimnis der Raumtemperatur-Supraleitung
Wissenschaftler haben einen bedeutenden Schritt zum Verständnis von Supraleitfähigkeit bei Raumtemperatur gemacht. Eine neue Studie liefert die ersten direkten Belege für Supraleitung in wasserstoffreichen Materialien wie H₃S und D₃S. Diese Erkenntnisse können den Weg für effizientere Energietechnologien in der Zukunft ebnen.
Ein Team am Max-Planck-Institut für Chemie entwickelte eine spezielle Methode, um Supraleiter unter extremen Bedingungen zu untersuchen. Ihr Verfahren, die sogenannte abstimmbare Elektronentunnel-Spektroskopie, ermöglichte es ihnen, die supraleitende Energielücke zu messen – eine entscheidende Eigenschaft, die zeigt, wie sich Elektronen in diesen Materialien paaren.
Die Studie ergab, dass H₃S eine Energielücke von etwa 60 Millielektronenvolt (meV) aufweist, während D₃S eine kleinere Lücke von rund 44 meV besitzt. Dieser Unterschied stützt die Theorie, dass Elektron-Phonon-Wechselwirkungen die Supraleitung in diesen Verbindungen antreiben. Bisher waren solche Messungen aufgrund der extrem hohen Drücke, die für die Herstellung dieser Materialien erforderlich sind, nahezu unmöglich. Die in Nature am 8. Oktober 2015 veröffentlichte Forschung wurde von Alexander A. Semenov geleitet. Die Entdeckung der Supraleitung in H₃S und LaH₁₀ hatte bereits großes Interesse geweckt, da diese Materialien bei deutlich höheren Temperaturen funktionieren als herkömmliche Supraleiter. Die neuen Erkenntnisse helfen nun, ihre Funktionsweise auf mikroskopischer Ebene zu erklären.
Die Ergebnisse liefern ein klareres Bild davon, wie Supraleitung in wasserstoffreichen Materialien abläuft. Mit diesem Wissen rücken Forscher der Entwicklung praktischer, bei Raumtemperatur funktionierender Supraleiter einen Schritt näher. Solche Materialien könnten die Energieübertragung, -speicherung und andere Technologien revolutionieren, indem sie den elektrischen Widerstand eliminieren.
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