Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Diamant mit verborgenen Eigenschaften

11.08.2008
Wissenschaftlerteam um Privatdozentin Dr. Natalia Dubrovinskaia vom Institut für Geowissenschaften der Universität Heidelberg lüftete einige der Rätsel um die Materialverbindung aus Diamant und Bor - Veröffentlichung in der aktuellen Ausgabe des Fachjournals "PNAS - Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States"

Ein Diamant ist per se weder für die Mikroelektronik tauglich - er ist nicht leitend - noch ist er ein Supraleiter, also ein Material, das verlustfrei Strom leitet.

Implantiert man Bor-Atome in die Oberfläche eines Diamanten, so wird er halbleitend und damit interessant für die Mikroelektronik. Ein deutsches Wissenschaftlerteam erforschte nun mit modernsten Untersuchungstechniken die supraleitenden Eigenschaften bei diesem Material. Nachzulesen ist dies in der aktuellen Ausgabe des Fachjournals "PNAS - Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States".

Ein Diamant, in den Bor-Atome implantiert wurden, wird nicht nur halbleitend, sondern weist auch sehr gute thermoelastische und mechanische Eigenschaften auf. Seit 2004 ist zudem bekannt, dass die Verbindung aus Diamant und Bor supraleitend ist. Bisher unbekannt waren jedoch die genauen Zusammenhänge, also beispielsweise, ob die Supraleitung eine universelle Eigenschaft von Diamanten ist oder ob die Konzentration der Bor-Atome, die sich im Kristallgitter eines Diamanten befinden, die Temperatur bestimmt, bei der die Verbindung supraleitend wird. Diese Temperatur wird Sprungtemperatur genannt. Supraleitung tritt meist nur bei sehr tiefen Temperaturen auf.

Ein Forscherteam aus Heidelberg, Bayreuth, Potsdam und Dresden setzte Untersuchungstechniken wie die hochauflösende Transmissionselektronen-Spektroskopie und die Elektronen-Energieverlust-Spektroskopie ein und lüftete damit einige der Rätsel um die Materialverbindung von Diamant und Bor. Die Mineralphysikerin Priv.-Doz. Dr. Natalia Dubrovinskaia stellte zunächst die Verbindung unter hohem Druck und bei sehr hohen Temperaturen her, also unter Bedingungen, wie sie im Inneren der Erde herrschen.

Durch ausgefeilte Untersuchungstechniken fand das Wissenschaftlerteam der Universitäten Heidelberg und Bayreuth, des GeoForschungsZentrums Potsdam (GFZ) und des Forschungszentrums Dresden-Rossendorf (FZD) heraus, dass die Supraleitung der Verbindung nicht von einer hohen Bor-Konzentration im Diamant abhängig ist. Vielmehr wiesen die untersuchten Diamantkörner, entgegen der bisher gültigen wissenschaftlichen Meinung, nur eine geringe Menge von Bor auf. Die genaue Untersuchung der Mikrostruktur zeigte zudem erstmals, dass sich das Bor amorph, also ohne geordnete Struktur, zwischen den Diamantkörnern befindet.

"Diese Ergebnisse", so die Heidelberger Privatdozentin Dr. Natalia Dubrovinskaia von der Forschungsgruppe Mineralphysik des Instituts für Geowissenschaften, "eröffnen neue Einsichten in das supraleitende Wesen von Diamanten: Das ist eine genauso überraschende wie unerwartete Entdeckung. Unsere Ergebnisse verändern die Richtung der Untersuchungen im Bereich der supraleitenden diamanthaltigen Materialien komplett, sodass sie völlig neue Perspektiven in der Synthese superharter und supraleitender Nanokompositen eröffnen."

Veröffentlichung: N. Dubrovinskaia, R. Wirth, J. Wosnitza, T. Papageorgiou, H. F. Braun, N. Miyajima, L. Dubrovinsky, "An insight into what superconducts in polycrystalline boron-doped diamonds based on investigations of microstructure", in: PNAS - Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States, August 2008 (http://www.pnas.org/papbyrecent.shtml).

Kontakt:
Priv.-Doz. Dr. Natalia Dubrovinskaia
Forschungsgruppe Mineralphysik,
Institut für Geowissenschaften der Universität Heidelberg
Im Neuenheimer Feld 236, D-69120 Heidelberg
Tel. 06221 548533, Mobil:160-92407359
Natalia.Dubrovinskaia@min.uni-heidelberg.de

Dr. Michael Schwarz | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-heidelberg.de

Weitere Berichte zu: Bor Bor-Atome Diamant Mikroelektronik Mineralphysik Supraleitung

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Immunabwehr ohne Kollateralschaden
23.01.2017 | Universität Basel

nachricht Mikrobe des Jahres 2017: Halobacterium salinarum - einzellige Urform des Sehens
23.01.2017 | Verband Biologie, Biowissenschaften und Biomedizin in Deutschland e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin

An Bord einer Höhenforschungsrakete wurde erstmals im Weltraum eine Wolke ultrakalter Atome erzeugt. Damit gelang der MAIUS-Mission der Nachweis, dass quantenoptische Sensoren auch in rauen Umgebungen wie dem Weltraum eingesetzt werden können – eine Voraussetzung, um fundamentale Fragen der Wissenschaft beantworten zu können und ein Innovationstreiber für alltägliche Anwendungen.

Gemäß dem Einstein’schen Äquivalenzprinzip werden alle Körper, unabhängig von ihren sonstigen Eigenschaften, gleich stark durch die Gravitationskraft...

Im Focus: Quantum optical sensor for the first time tested in space – with a laser system from Berlin

For the first time ever, a cloud of ultra-cold atoms has been successfully created in space on board of a sounding rocket. The MAIUS mission demonstrates that quantum optical sensors can be operated even in harsh environments like space – a prerequi-site for finding answers to the most challenging questions of fundamental physics and an important innovation driver for everyday applications.

According to Albert Einstein's Equivalence Principle, all bodies are accelerated at the same rate by the Earth's gravity, regardless of their properties. This...

Im Focus: Mikrobe des Jahres 2017: Halobacterium salinarum - einzellige Urform des Sehens

Am 24. Januar 1917 stach Heinrich Klebahn mit einer Nadel in den verfärbten Belag eines gesalzenen Seefischs, übertrug ihn auf festen Nährboden – und entdeckte einige Wochen später rote Kolonien eines "Salzbakteriums". Heute heißt es Halobacterium salinarum und ist genau 100 Jahre später Mikrobe des Jahres 2017, gekürt von der Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM). Halobacterium salinarum zählt zu den Archaeen, dem Reich von Mikroben, die zwar Bakterien ähneln, aber tatsächlich enger verwandt mit Pflanzen und Tieren sind.

Rot und salzig
Archaeen sind häufig an außergewöhnliche Lebensräume angepasst, beispielsweise heiße Quellen, extrem saure Gewässer oder – wie H. salinarum – an...

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Hybride Eisschutzsysteme – Lösungen für eine sichere und nachhaltige Luftfahrt

23.01.2017 | Veranstaltungen

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Wie der Nordatlantik zum Wärmepirat wurde

23.01.2017 | Geowissenschaften

Immunabwehr ohne Kollateralschaden

23.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin

23.01.2017 | Physik Astronomie