Supraleitung bei Raumtemperatur?

Druck noch zu hoch

Vor 111 Jahren entdeckte der niederländische Physik-Nobelpreisträger Heike Kamerlingh Onnes das Phänomen der Supraleitung (in Quecksilber) – eines sogenannten makroskopischen Quantenzustands. Inzwischen sind zwar viele Materialien bekannt, die verlustfrei Strom leiten, bisher aber nur bei extrem niedrigen Temperaturen. Deshalb wurde seitdem viel daran geforscht, ein Material zu finden oder zu konstruieren, das auch bei Umgebungstemperatur verlustfrei Strom leitet. Inzwischen sind dabei etwa an der Universität Rochester im US-Staat New York große Fortschritte erzielt worden, aber es bleiben Zweifel (Foto: Hoher Druck durch Amboss aus zwei Diamanten – © J. Adam Fenster, University of Rochester – mit frdl. Genehmigung des Dias Lab). weiterlesen…

Lang lebe die Supraleitung!

Kurze Lichtblitze mit nachhaltiger Wirkung

Supraleitung – die Fähigkeit eines Materials, elektrischen Strom verlustfrei zu übertragen – ist ein Quanteneffekt, der trotz jahrelanger Forschung noch immer auf tiefe Temperaturen beschränkt ist. Einem Team von Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für Struktur und Dynamik der Materie (MPSD) in Hamburg ist es gelungen, in einem molekularen Festkörper einen metastabilen Zustand mit verschwindendem elektrischem Widerstand zu erzeugen, indem sie ihn fein abgestimmten Pulsen intensiven Laserlichts aussetzten. Dieser Effekt war bereits 2016 für eine sehr kurze Zeit nachgewiesen worden, aber in einer neuen Studie haben die Autoren der Arbeit eine fast 10.000 Mal länger Lebensdauer gezeigt als bisher. Die relativ lange Lebensdauer des gemessenen Effekts unter anhaltender optischer Anregung verspricht ein besseres Verständnis der lichtinduzierten Supraleitung bei hohen Temperaturen und ebnet den Weg zu Anwendungen in der integrierten Elektronik. Die Forschung von Budden et al. wurde in Nature Physics veröffentlicht, wie das MPSD am 04.02.2021 mitteilte. (Foto: Ein infraroter Laserpuls erzeugt einen supraleitenden Zustand in K3C60 bei hohen Temperaturen. Nach längerer Anregung wird dies zu einem metastabiler Zustand, der für viele Nanosekunden andauert. – Foto © Jörg Harms / MPSD) weiterlesen…

Topografie der Extreme

Auf den Spuren unkonventioneller Supraleitung kartieren Forschende unbekanntes Terrain

Einem internationalen Wissenschaftler-Team von Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), und Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe ist es zusammen mit Kollegen aus den USA und der Schweiz gelungen, extreme Versuchsbedingungen in bisher einzigartiger Weise miteinander zu kombinieren und dabei spannende Erkenntnisse über die rätselhaften Leiteigenschaften des kristallinen Metalls CeRhIn5 (Cer-Rhodium-Indium-Fünf) zu Tage zu fördern. weiterlesen…

Hochflexible Plattform für die Untersuchung exotischer Phänomene

Übergangsmetall-Dichalcogenid “verdrehtes WSe2” mit neuen Eigenschaften

Zweidimensionale Quantenmaterialien sind seit einigen Jahren eine Plattform für die Realisierung neuartiger korrelierter und topologischer Phasen der Materie. Nun berichtet ein internationales Forscherteam aus Deutschland, den Vereinigten Staaten, China und Japan in Nature Materials, dass das aus einer verdrehten Doppelschicht bestehende Übergangsmetall-Dichalcogenid WSe2 die Realisierung exotischer korrelierter Phänomene, einschließlich der Hoch-Tc-Supraleitung und korrelierter Isolatoren ermöglicht – und zwar auf kontrollierte Weise und ohne die geometrischen Einschränkungen, die bei verdrehtem, doppelschichtigem Graphen (Twisted Bilayer-Graphen) auftreten – so eine Medienmitteilung des Max-Planck-Instituts für Struktur und Dynamik der Materie in Hamburg. weiterlesen…

Regel zur Vorhersage neuer supraleitender Metallhydride gefunden

Supraleitung bei Raumtemperatur

Wissenschaftler vom Center for Energy Science and Technology des Skoltech (Skolkovo Institute für Wissenschaft und Technologie) und vom MIPT (Moskauer Institut für Physik und Technologie) haben auf der Suche nach Supraleitung bei Raumtemperatur ein neues “Gesetz in einem Gesetz” entdeckt (und in Current Opinion in Solid State & Materials Science veröffentlicht), das einen Zusammenhang zwischen der Position eines Elements im Periodensystem und seinem Potenzial zur Bildung eines hochtemperatur-supraleitenden Hydrids herstellt. (Grafik: Vorhergesagte maximale kritische Temperatur des supraleitenden Übergangs für Metallhydrid – © Pavel Odinev, Skoltech) weiterlesen…

Supraleitung bei Raumtemperatur könnte möglich werden

Durch eng beieinander liegende Wasserstoffatome

Ein internationales Forscherteam hat am 03.02.2020 auf der Internetseite des National Laboratory Oak Ridge, Tennesee, veröffentlicht, dass Wasserstoffatome in einem Metallhydrid-Material viel enger beieinander liegen als jahrzehntelang vorhergesagt – eine Eigenschaft, die möglicherweise bei oder nahe der Raumtemperatur Supraleitung erleichtern könnte. Supraleiter übertragen Elektrizität ohne jeglichen Energieverlust aufgrund von Widerstand und würden die Energieeffizienz in einem breiten Spektrum von Verbraucher- und Industrieanwendungen revolutionieren. weiterlesen…

“Verbotene” Verbindung aus Cer und Wasserstoff

Wasserstoffreiche Supraleiter bei geringen Temperaturen entdeckt

Forscher aus China, den USA und Russland haben die Regeln der klassischen Chemie gebrochen und eine “verbotene” Verbindung aus Cer und Wasserstoff synthetisiert, die bei einem relativ niedrigen Druck von 1 Million Atmosphären Supraleitung zeigt – so eine Medienmitteilung aus dem Moscow Institute of Physics and Technology (MIPT). Sie wollten neue wasserstoffreiche Supraleiter (HTc) bei niedrigstem Druck entdecken und berichten in einem in Nature Communications publizierten Artikel über Vorhersage und experimentelle Synthese über ein Cer-Superhydrid – CeH9 – in einer laserbeheizten Diamant-Ambosszelle. Die Entdeckung dieses Superhydrids biete eine praktische Plattform, um die konventionelle Supraleitung in wasserstoffreichen Superhydriden weiter zu untersuchen und zu verstehen. weiterlesen…

Atomare Ursachen von Supraleitung

Bayreuther Forscher erzielen neue Erkenntnisse über Metallhydride

Supraleiter könnten eines Tages die Energieversorgung revolutionieren. Dafür müssen sie allerdings auch bei normaler Raumtemperatur elektrischen Strom ohne Widerstand transportieren. Im Unterschied zu anderen Supraleitern besitzen wasserstoffreiche Metallhydride diese Fähigkeit nicht erst bei extremer Kälte, sondern schon bei Tiefkühlschrank-Temperaturen. Ursachen sind atomare Prozesse, die – so eine Medienmitteilung – ein Forschungsteam der Universität Bayreuth jetzt erstmals experimentell nachgewiesen und in der Zeitschrift Physical Review X theoretisch erklärt hat. weiterlesen…