Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Supraleitung in neuem Zustand

28.03.2008
Supraleiter sind Materialien, die bei tiefen Temperaturen verlustfrei Strom leiten. Ein hohes Magnetfeld zerstört normalerweise die Supraleitung und verwandelt das Material in einen normalen Leiter.

Erstmals konnte in Experimenten ein bereits im Jahr 1964 vorhergesagter neuer Zustand zwischen normaler Leitung und Supraleitung an organischen Supraleitern nachgewiesen werden. Diese Experimente wurden gemeinschaftlich von Forschern des Dresdner Hochfeld-Magnetlabors am Forschungszentrum Dresden-Rossendorf sowie der Universitäten Genf, Braunschweig, Dresden und Osaka/Japan am Hochfeldlabor Grenoble durchgeführt.

Supraleiter verlieren bei tiefen Temperaturen ihren elektrischen Widerstand. Sie werden heute beispielsweise für Magnetspulen in Kernspintomographen oder Teilchenbeschleunigern eingesetzt. Jedes supraleitende Material wird jenseits eines kritischen Magnetfeldes zu einem normalen Leiter. Bei bestimmten Substanzen jedoch tritt im Magnetfeld zwischen die beiden Zustände Supraleitung und Normalleitung eine neue Zwitterphase, in der sich lokal Teile des Materials supraleitend verhalten, während andere Teile des Materials normalleitend sind.

Damit wird es möglich, die Supraleitung in weitaus höheren Magnetfeldern als bisher aufrecht zu erhalten. Dieser Zustand kann bevorzugt in Supraleitern auftreten, die auf der Nanometerskala aus leitfähigen und isolierenden Schichten aufgebaut sind.

Prof. Peter Fulde vom Max-Planck-Institut für Physik komplexer Systeme in Dresden veröffentlichte im Jahr 1964 zusammen mit Prof. Richard Ferrell eine Arbeit über diesen besonderen Zustand von supraleitenden Materialien. Schon dort wurde er als räumlich periodische Modulation der Supraleitung charakterisiert. Etwa zeitgleich sagten auch zwei weitere Forscher diesen Zustand vorher, weshalb man heute von der Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov-Phase der Supraleitung spricht.

Die ersten erfolgreichen Experimente an einem organischen Supraleiter wurden bereits 2007 am Hochfeldlabor in Grenoble in statischen Magnetfeldern durchgeführt. Dieses Material müsste eigentlich schon bei ca. 22 Tesla (Tesla ist die Einheit für die magnetische Flussdichte und ist damit auch ein Maß für die Stärke des Magnetfeldes) seine supraleitende Eigenschaft verlieren. Legt man jedoch ein Magnetfeld parallel zu den Schichten aus leitenden organischen Molekülen an, kann die Supraleitung wegen der Zwitterphase noch bis zu weitaus größeren Feldern bestehen. Die Ergebnisse wurden im Fachjournal "Physical Review Letters" veröffentlicht.

Eine zweite Experimentreihe wurde vor kurzem beendet. Auch hieran waren Forscher des Hochfeld-Magnetlabors Dresden am Forschungszentrum Dresden-Rossendorf beteiligt. Die Zwitterphase wurde jetzt mit einer weiteren Methode nachgewiesen und bei tiefen Temperaturen genauer untersucht. Damit ist es gelungen, Supraleitung an diesem Material in hohen Magnetfeldern bis zu 32 Tesla zu beobachten.

Titel der Veröffentlichung:
R. Lortz et al., Calorimetric Evidence for a Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov Superconducting State in the Layered Organic Superconductor k-(BEDT-TTF)2Cu(NCS)2, in: Physical Review Letters 99, 187002 (2007).
Weitere Informationen:
Prof. Joachim Wosnitza
Forschungszentrum Dresden-Rossendorf (FZD)
Institut Hochfeld-Magnetlabor Dresden
Tel.: 0351 260 - 3524
Email: j.wosnitza@fzd.de
Pressekontakt:
Dr. Christine Bohnet
Forschungszentrum Dresden-Rossendorf (FZD)
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Bautzner Landstr. 128, 01328 Dresden
Tel.: 0351 260 - 2450 oder 0160 969 288 56
Email : c.bohnet@fzd.de
Information:
Das FZD leistet wesentliche Beiträge in der Grundlagen- und anwendungsorientierten Forschung zu folgenden Fragestellungen:
o Wie verhält sich Materie unter dem Einfluss hoher Felder und in winzigen Dimensionen?
o Wie können Tumorerkrankungen frühzeitig erkannt und wirksam behandelt werden?
o Wie schützt man Mensch und Umwelt vor technischen Risiken?
Das FZD engagiert sich für die Umsetzung der wissenschaftlichen Erkenntnisse im Hinblick auf die zukünftige Gestaltung von Wirtschaft und Gesellschaft. Es betreibt zu diesem Zweck sechs größere Forschungsanlagen, die auch externen Nutzern zur Verfügung stehen.

Das FZD ist mit ca. 700 Mitarbeitern das größte Institut der Leibniz-Gemeinschaft (www.wgl.de) und verfügt über ein jährliches Budget von rund 55 Mill. Euro (Stand: 12/2007). Hinzu kommen etwa 9 Mill. Euro aus nationalen und europäischen Förderprojekten sowie aus Verträgen mit der Industrie. Zur Leibniz-Gemeinschaft gehören 82 außeruniversitäre Forschungsinstitute und Serviceeinrichtungen für die Forschung. Leibniz-Institute arbeiten interdisziplinär und verbinden Grundlagenforschung mit Anwendungsnähe. Jedes Leibniz-Institut hat eine Aufgabe von gesamtstaatlicher Bedeutung, weshalb sie von Bund und Ländern gemeinsam gefördert werden. Die Leibniz-Institute verfügen über ein Gesamtbudget von gut 1 Milliarde Euro und beschäftigen mehr als 13.000 Mitarbeiter.

Dr. Christine Bohnet | idw
Weitere Informationen:
http://www.fzd.de

Weitere Berichte zu: FZD Hochfeld-Magnetlabor Magnetfeld Supraleiter Supraleitung

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Internationales Forscherteam entdeckt kohärenten Lichtverstärkungsprozess in Laser-angeregtem Glas
25.09.2017 | Universität Kassel

nachricht Kleinste Teilchen aus fernen Galaxien!
22.09.2017 | Bergische Universität Wuppertal

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: LaserTAB: Effizientere und präzisere Kontakte dank Roboter-Kollaboration

Auf der diesjährigen productronica in München stellt das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT das Laser-Based Tape-Automated Bonding, kurz LaserTAB, vor: Die Aachener Experten zeigen, wie sich dank neuer Optik und Roboter-Unterstützung Batteriezellen und Leistungselektronik effizienter und präziser als bisher lasermikroschweißen lassen.

Auf eine geschickte Kombination von Roboter-Einsatz, Laserscanner mit selbstentwickelter neuer Optik und Prozessüberwachung setzt das Fraunhofer ILT aus Aachen.

Im Focus: LaserTAB: More efficient and precise contacts thanks to human-robot collaboration

At the productronica trade fair in Munich this November, the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT will be presenting Laser-Based Tape-Automated Bonding, LaserTAB for short. The experts from Aachen will be demonstrating how new battery cells and power electronics can be micro-welded more efficiently and precisely than ever before thanks to new optics and robot support.

Fraunhofer ILT from Aachen relies on a clever combination of robotics and a laser scanner with new optics as well as process monitoring, which it has developed...

Im Focus: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Legionellen? Nein danke!

25.09.2017 | Veranstaltungen

Posterblitz und neue Planeten

25.09.2017 | Veranstaltungen

Hochschule Karlsruhe richtet internationale Konferenz mit Schwerpunkt Informatik aus

25.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Legionellen? Nein danke!

25.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Hochvolt-Lösungen für die nächste Fahrzeuggeneration!

25.09.2017 | Seminare Workshops

Seminar zum 3D-Drucken am Direct Manufacturing Center am

25.09.2017 | Seminare Workshops