Durchbruch in der Supraleiter-Forschung: Wasserstoff bringt Raumtemperatur in Reichweite
Stjepan Staude
Durchbruch in der Supraleiter-Forschung: Wasserstoff bringt Raumtemperatur in Reichweite
Forscher haben Fortschritte beim Verständnis von Hochtemperatur-Supraleitung erzielt, indem sie wasserstoffreiche Materialien untersuchten. Ein Team am Max-Planck-Institut für Chemie entwickelte eine spezielle Technik, um entscheidende Eigenschaften unter extremen Bedingungen zu messen. Die Ergebnisse könnten Wissenschaftler der Supraleitung bei Raumtemperatur einen Schritt näherbringen.
Die Entdeckung wasserstoffreicher Verbindungen wie H₃S und LaH₁₀ hat Hoffnungen auf Supraleiter geweckt, die bei höheren Temperaturen funktionieren. Diese Materialien werden oberhalb des Siedepunkts von flüssigem Stickstoff supraleitend – ein Meilenstein in der Forschung. Allerdings sind sie schwer zu untersuchen, da sie nur unter extremem Druck entstehen.
Um dieses Problem zu lösen, entwickelten die Forscher eine anpassbare Methode der Elektronentunnel-Spektroskopie, die unter solchen Bedingungen funktioniert. Damit maßen sie die supraleitende Energielücke – eine zentrale Eigenschaft, die zeigt, wie sich Elektronen paaren, um Strom ohne Widerstand zu leiten. Bei H₃S betrug die Lücke etwa 60 Millielektronenvolt (meV), bei D₃S rund 44 meV.
Die kleinere Lücke bei D₃S stützt die These, dass Elektron-Phonon-Wechselwirkungen die Supraleitung in diesen Materialien antreiben. Diese Erkenntnis hilft zu erklären, warum wasserstoffreiche Verbindungen relativ hohe Übergangstemperaturen erreichen können.
Die Ergebnisse bestätigen das Vorhandensein einer supraleitenden Lücke in H₃S und D₃S und vertiefen das Verständnis von Hochtemperatur-Supraleitung. Solche Materialien könnten eines Tages Technologien wie Energieübertragung, magnetische Levitation und Quantencomputing revolutionieren. Die neue Spektroskopie-Technik eröffnet zudem Möglichkeiten für weitere Forschung unter extremen Bedingungen.
