Einblick in Mechanismus von Supraleitern vertieft

Wichtige Funktion von Kupfer-Sauerstoff-Verbindungen

Physiker:innen der Universität Leipzig ist laut einer Medienmitteilung vom 17.01.2023 erneut ein tieferer Einblick in den Mechanismus von Supraleitern gelungen. Damit ist die Arbeitsgruppe unter der Leitung von Prof. Dr. Jürgen Haase dem Ziel ein Stück nähergekommen, Grundlagen für eine Theorie für Supraleiter zu entwickeln, die Strom ohne Widerstand und damit ohne Verlust fließen lassen. Die Forschenden fanden heraus, dass in supraleitenden Kupfer-Sauerstoff-Verbindungen, sogenannten Kupraten, auch unter Druck eine ganz bestimmte Verteilung der Ladung zwischen dem Kupfer und dem Sauerstoff vorherrschen muss. weiterlesen…

Supraleitende Kabel für Europas saubere Energiezukunft

15 Partner aus 7 Ländern wollen Grünstrom effizienter und kostengünstiger übertragen

Der steigende Anteil erneuerbarer Energien und die Ausweitung der dezentralen Energieerzeugung machen die Modernisierung und den Ausbau der europäischen Netze erforderlich. Das EU-Projekt SCARLET „Superconducting cables for sustainable energy transition“) vereint laut einer Medienmitteilung des Potsdamer Institute for Advanced Sustainability Studies e.V. (IASS) vom 10.10.2022 15 Partner aus 7 Ländern mit dem Ziel, supraleitende Kabel zu entwickeln und industriell herzustellen. Dadurch soll eine effizientere und kostengünstigere Übertragung von Strom aus erneuerbaren Energien möglich werden. Foto: Produktion supraleitender Kabel – © IASS, Adela Marian) weiterlesen…

Fortschritte im Wettlauf um Supraleitung bei Raumtemperatur

Niedriger Druck und hohe Einsätze

Ein Team von Physikern des Nevada Extreme Conditions Lab (NEXCL) der University of Nevada (UNLV) in Santa Fé hat, aufbauend auf seiner bahnbrechenden Entdeckung eines Raumtemperatur-Supraleiters im Jahr 2020 die Ergebnisse mit noch größerer Effizienz wiederholt. Die Wissenschaftler verwendeten eine Diamant-Ambosszelle um den Druck zu senken, der für die Beobachtung eines Materials erforderlich ist, das bei Raumtemperatur supraleitfähig ist. (Grafik: Diamant-Ambosszelle – © wikipedia.org, wikipediacommons, aac Anvil72-FR) weiterlesen…

Wasserstoff in leitender Funktion

Extremtemperaturen für Supraleitung

Stoffe, die Verlustfrei Strom leitende, würden in vielen Bereichen die Energieeffizienz erhöhen. Dafür müssten allerdings die Temperaturen, bei denen diese Supraleitung auftritt, praxistauglicher werden. Mikhail Eremets und sein Team am Max-Planck-Institut für Chemie sind diesem Ziel mit einem neuen Ansatz deutlich näher gekommen – nicht zuletzt, indem sie ihre Materialien unter extremst starken Druck setzen – so Christian J. Meier am 31.03.2022 auf der Internetseite des Max-Planck-Institut für Chemie in Mainz. (Foto: Edelsteinpresse – © Jan Hosan für MPI für Chemie – mit frdl. Genehmigung) weiterlesen…

Kagome-Metall verblüfft Wissenschaft

Auf dem Weg zu neuer Art Supraleitung

Erst vor etwa vier Jahren haben Forschende herausgefunden, dass es Metalle gibt, in denen Atome wie in einem japanischem Flechtkorbmuster angeordnet sind – sogenannte Kagome-Metalle. Ein internationaler Forschungshype um die metallische Wunderwerkstoffklasse begann, der nun – so eine Medienmitteilung der Uni Würzburg – einen weiteren Meilenstein erreicht hat: Die Kagome-Struktur des Atomgitters führt zu einer außergewöhnlichen Kombination von herausragenden Quanteneigenschaften, die jetzt von einem internationalen Physikerteam erstmals nachgewiesen wurden und eine ganz neue Art von Supraleitung ermöglichen könnten. Prof. Ronny Thomale, Forscher des Würzburg-Dresdner Exzellenzclusters ct.qmat, sagte solche Quanteneffekte bereits vor zehn Jahren theoretisch voraus. Heute unterstützen seine Ideen Forschende weltweit bei der Interpretation ihrer Messdaten. Die jüngsten experimentellen Nachweise wurden in Nature veröffentlicht. (Grafik: Kagome-Gitter aus drei ineinandergeschobenen Dreiecksgittern aus roten, blauen oder grünen Vanadium-Atomen, eine Struktur, wie sie japanische Korbflechter nutzen – m. frdl. Genehmigung © Pixelwg Jörg Bandmann, ct.qmat) weiterlesen…

Supraleitung in Graphen entziffert

Theoretischer Erklärungsansatz der kürzlich entdeckten Supraleitung in dreilagigem Graphen

Seit Entdeckung der Supraleitung in dreischichtigem Graphen im September 2021 rätselt die Physikgemeinde über ihren Ursprung. Jetzt, nach nur drei Monaten, können Physiker des IST Austria gemeinsam mit Kollegen des Weizmann-Institut für Wissenschaften die Ergebnisse erfolgreich erklären, indem sie auf eine Theorie der unkonventionellen Supraleitung zurückgreifen. Die Forschung wurde in Physical Review Letters und auf der Website des Institute of Science and Technology Austria (IST Austria) veröffentlicht. (Grafik: Unkonventionelle Supraleitfähigkeit in Graphen: Experimentelle Daten von dreilagigem Graphen [unten] zeigen ringförmige Fermi-Flächen, zwischen denen die besetzten elektronischen Zustände liegen [oben] – © ist.ac.at – Verwendung des Bildmaterials bei Nennung der Quelle vergütungsfrei gestattet) weiterlesen…

Supraleitung trifft Spintronik

Grüne Informationstechnologien

Ein internationales Team hat eine Kopplung zwischen zwei supraleitenden Regionen nachgewiesen, die durch ein ferromagnetisches Material von einem Mikrometer Breite getrennt sind. Dieser makroskopische Quanteneffekt ist als Josephson-Effekt bekannt und erzeugt einen Strom aus supraleitenden Cooper-Paaren innerhalb der ferromagnetischen Region. Messungen an BESSY II zeigten, dass der Spin der Cooper-Elektronen gleich ist. Die Ergebnisse weisen den Weg für supraleitende spintronische Anwendungen mit sehr geringem Energiebedarf, bei denen spinpolarisierte Ströme durch Quantenkohärenz geschützt sind. weiterlesen…

Elektronen-Familie erzeugt bisher unbekannten Aggregatzustand

Neue Art von Supraleitung?

Ein internationales Forschungsteam des Exzellenzclusters ct.qmat – Komplexität und Topologie in Quantenmaterialien der Universitäten Dresden und Würzburg hat in einem Metall einen vollkommen neuartigen Aggregatzustand nachgewiesen, der durch die Verbindung von vier Elektronen entsteht – bis jetzt kannte man lediglich Elektronen-Paare. Diese Entdeckung könnte zu einer neuen Art von Supraleitung, zu einer gänzlich neuen Forschungsrichtung und zu revolutionären Technologien wie Quantensensoren führen. Die Ergebnisse wurden jetzt in Nature Physics veröffentlicht. weiterlesen…

Supraleitung bereits bei weniger tiefen Temperaturen

Supraleitung: Mit neuen Tricks zu besseren Materialien

Nickelate gelten als neue Hoffnungsträger für künftige Supraleitungs-Technologien. An der TU Wien (TUW) gelang es einer Medienmitteilung und Veröffentlichung in der Physical Review X zufolge erstmals, ihre elektronische Struktur präzise zu erklären. Denn auch nach mehr als 30 Jahren Forschung gehört die Hochtemperatur-Supraleitung immer noch zu den großen ungelösten Rätseln der Materialphysik. Der genaue Mechanismus, der auf atomarer Ebene dazu führt, dass bestimmte Materialien auch bei relativ hohen Temperaturen elektrischen Strom immer noch völlig ohne Widerstand leiten, ist bis heute nicht vollständig geklärt. (Grafik: Supraleitung bei unterschiedlichen Spannungen – © journals.aps.org, BY SA 4.0) weiterlesen…

„Strange Metal“ mit überraschenden Eigenschaften

Hochtemperatur-Supraleitung mit ultratiefen Temperaturen verstehen

Eine am auf der Internetseite der Technischen Universität Wien und in Nature Communications publizierte überraschende Entdeckung könnte helfen, das Rätsel der Hochtemperatur-Supraleitung zu lösen: Ein berühmtes „Strange Metal“ stellte sich als Supraleiter heraus. (Bild: Kristallstruktur des ‚Strange Metal‘-Supraleiters YbRh2Si2 und Teilansicht des Kernentmagnetisierungs-Kryostats – Bild © TU Wien) weiterlesen…