Durchbruch in Supraleiter-Forschung gelungen
Forschern der Universität Yale ist ein Durchbruch in der Supraleiter-Forschung gelungen. Sie fanden eine neue Art von supraleitendem Material, das die Tür zu einer neuen Art der Supraleitung öffnen könnte.
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Die Forscher lieferten erstmals Beweise auf eine bereits lange bestehende Theorie. Diese besagt, dass Supraleitung auf "elektronischer Nematizität" beruhen könnte, bei der sich Elektronen bevorzugt in eine bestimmte Richtung bewegen.
Elektronische Nematizität bisher nicht nachgewiesen
Die Forscher experimentierten mit Schwefel vermischten Eisenselenidkristallen, in denen die Eisenatome wie ein Gitter angeordnet sind. Bei Raumtemperatur kann ein Elektron eines Eisenatoms nicht unterscheiden, ob es sich in eine horizontale oder vertikale Richtung bewegt. Bei Temperaturen knapp über dem absoluten Nullpunkt tritt das Elektron allerdings in eine "nematische Phase ein". Es beginnt, sich bevorzugt in die eine oder andere Richtung zu bewegen.
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Die Forscher wählten dabei das Material nicht zufällig aus: "Diese Materialien sind ideal, weil sie nematische Ordnung und Supraleitung aufweisen, ohne einige der Nachteile wie Magnetismus, die ihre Untersuchung erschweren können", sagt Forschungsleiter Eduardo da Silva Neto in einer Aussendung. "So kann man Magnetismus aus der Gleichung herausnehmen."
Mikroskopie bei 500 Millikelvin
Die Untersuchung des Materials war dennoch alles andere als einfach. Das Material musste für mehrere Tage auf eine Temperatur von weniger als 500 Millikelvin gekühlt werden. Um das Material zu untersuchen, wurde ein Rastertunnelmikroskop verwendet.
Mit diesem Teleskop suchten die Forscher nach der sogenannten "supraleitenden Lücke". Sie ist ein zentrales Konzept in der Supraleitung und beschreibt den Energieaufwand, der benötigt wird, um ein Elektron aus dem supraleitenden Zustand wieder in einen normalleitenden Zustand zu bringen.
Als nächsten Schritt wollen die Forscher weiter mit der Schwefelkonzentration im Material experimentieren.