Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Viele Wege führen zur Supraleitung

10.09.2010
HZB-Wissenschaftler entdecken universelle Eigenschaft supraleitender Materialien

Eine neue Klasse von Supraleitern weckt seit ihrer Entdeckung 2008 das Interesse der weltweiten Forschung. Anders als die bisher bekannten Kupfer-Keramiken (Kuprate) bestehen sie in ihrer Grundstruktur aus Eisenverbindungen. Vor allem weil sie sich in vielen grundlegenden Fragen des Strukturaufbaus von den Kupraten unterscheiden, erhofft man sich neue Erkenntnisse darüber, wie das Phänomen der Supraleitung entsteht.

Forscher des Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) haben nun in Kooperation mit einer internationalen Wissenschaftlergruppe eine magnetische Signatur entdeckt, die universell bei allen Eisen basierten Supraleitern auftritt, auch wenn die Stammverbindungen, aus denen die Supraleiter entstanden, unterschiedliche chemische Eigenschaften haben. Sie publizieren dies in der Zeitschrift Nature Materials (DOI: 10.1038/NMAT280).

Supraleiter werden in der Regel durch Dotieren von so genannten Stammverbindungen hergestellt, also indem man Fremdatome einschleust. Dabei hängen Magnetismus und Supraleitung – diese beiden Eigenschaften von Festkörpern - eng zusammen. Konventionelle Supraleiter, zum Beispiel solche, die in MRT-Geräten in Krankenhäusern eingesetzt werden, mögen keinen Magnetismus, da er die Wechselwirkungen stört, die im Kristall zur Supraleitung führen. Ganz anders ist dies bei den Hochtemperatur-Supraleitern, etwa den Kupraten und den Eisen-Arsen-Verbindungen. Hier helfen die magnetischen Kräfte und befördern das Entstehen von Supraleitung. Bei diesen Verbindungen gibt es magnetische Grundordnungen, von denen man weiß: wenn diese in einer Kristallstruktur auftreten, dann taugt das Material zum Hochtemperatur-Supraleiter.

Bei den neuen Eisen basierten Supraleitern zeigt sich nun, dass die Symmetrie einer magnetischen Ordnung genau der Symmetrie im Supraleitungssignal entspricht.

Dimitri Argyriou (HZB) und seine Kollegen haben Eisen-Tellur-Selen-Kristalle hergestellt und mit Röntgen- sowie Neutronenbeugung deren chemische Zusammensetzung und Struktur bestimmt. Mit Neutronenstreu-Experi­menten am Forschungsreaktor BER II des HZB und am Forschungsreaktor des Institut Laue-Langevin in Grenoble haben sie die magnetischen Signale in den Kristallen gemessen.

Dabei haben sie festgestellt, dass sich die Symmetrie der magnetischen Ordnung deutlich von anderen Eisen basierten Stammverbindungen, etwa den Eisen-Arsen-Verbindungen unterscheidet. Doch überraschenderweise spielt diese Differenz keine Rolle bei der Herausbildung der supraleitenden Eigenschaft. Das magnetische Muster im entstehenden Supraleiter ist in allen Eisenverbindungen gleich und folgt offenbar einem universellen Mechanismus.

Dimitri Argyriou beschreibt diese Ergebnisse wie folgt: “Nach dem, was wir über die magnetische Ordnung von Eisenverbindungen wissen, dürften die Eisen-Tellur-Selen-Materialien gar keine Supraleitung zeigen. Doch das Gegenteil ist der Fall: Trotz der Unterschiede bei den Ausgangsverbin­dungen ist die Signatur der Supraleitfähigkeit gleich. Wenn wir jetzt verstehen würden, wie die Supraleitung angesichts der unterschiedlichen Ausgangsbedingungen entsteht, könnten wir vielleicht Materialien entwickeln, die bei noch höherer Temperatur supraleitend sind.“

Dr. Ina Helms | Helmholtz-Zentrum
Weitere Informationen:
http://www.helmholtz-berlin.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Europäisches Exzellenzzentrum für Glasforschung
17.03.2017 | Friedrich-Schiller-Universität Jena

nachricht Vollautomatisierte Herstellung von CAD/CAM-Blöcken für kostengünstigen, hochwertigen Zahnersatz
16.03.2017 | Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Förderung des Instituts für Lasertechnik und Messtechnik in Ulm mit rund 1,63 Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise

TU-Bauingenieure koordinieren EU-Projekt zu Recycling-Beton von über sieben Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise