Supraleiter-Durchbruch: Forscher der TU Wien haben Hoffnung

Es gilt als der "Heiliger Gral" der Materialwissenschaft: Ein Material, das bei Raumtemperatur und normalem Atmosphärendruck supraleitend bleibt - also Strom vollständig ohne elektrischen Widerstand leitet. Bislang funktionierten Supraleiter nur dann, wenn das Material auf tiefe Temperaturen gekühlt oder hohem Druck ausgesetzt wurde.

Mit LK-99 will eine koreanische Forschungsgruppe nun ein Material entdeckt haben, das seine supraleitenden Eigenschaften auch bei Raumtemperatur behält. Expert*innen sind skeptisch. Eine Berechnung der Technischen Universität Wien gibt jedoch Hoffnung.

Mithilfe einer Computersimulation wurde das Material an der TU Wien analysiert, wobei offenbar eine interessante Entdeckung gemacht wurde: Die berechneten Elektronenzustände seien tatsächlich recht günstig für Supraleitung, heißt es.

LK-99 im Bereich des Möglichen

"Entscheidend ist die sogenannte Bandstruktur des Materials", erklärt Karsten Held vom Institut für Festkörperphysik der TU Wien. "Sie sagt uns, welche Kombinationen aus Geschwindigkeit und Energie für die Elektronen in diesem Material möglich sind. Wenn man diese Bandstruktur kennt, kann man viel über die elektrischen Eigenschaften des Materials aussagen."

"Wir sehen relativ flache Linien in der Bandstruktur, und man weiß, dass es verschiedene Mechanismen gibt, die bei einer solchen Bandstruktur zu Supraleitung führen können", sagt Held. Es scheint also tatsächlich im Bereich des Möglichen zu sein, dass LK-99 ein Supraleiter ist.

"Bestätigt wird das von einer anderen Arbeitsgruppe aus Peking, die bei ersten Experimenten zum Ergebnis kamen, dass es sich bei LK-99 um einen paramagnetischen Isolator handelt. Man muss das Material dotieren (Anmerkung: Fremdatome in das Material einbringen), um die Bandstruktur zu erhalten, die potenziell Supraleitung ermöglicht", so Held.

Hoffnung, aber Skepsis ist angebracht

Andere Forschungsgruppen seien zu ähnlichen Ergebnissen gekommen, heißt es in einer Aussendung der TU Wien. Ein Beweis für Supraleitung sei dies aber noch nicht. "Aber unserer Ergebnisse nähren zumindest ein bisschen die Hoffnung, dass es sich tatsächlich um einen lange gesuchten Hochtemperatur-Supraleiter handeln könnte", sagt Karsten Held.

"Es gibt noch immer sehr gute Gründe, skeptisch zu sein", erklärt der Forscher. "Mein Geld würde ich derzeit nicht darauf wetten, dass es sich hier tatsächlich um einen Hochtemperatur-Supraleiter handelt. Aber die Ergebnisse zeigen zumindest, dass LK-99 tatsächlich ein sehr interessantes Material ist, das nähere Aufmerksamkeit verdient hat. Es bleibt spannend."