Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

TU-Physiker löst ein Rätsel um neue Supraleiter

28.06.2010
TU-Forscher Philipp Hansmann vom Institut für Festkörperphysik der Technischen Universität (TU) Wien hat das Rätsel rund um die magnetischen Momente in eisenhaltigen Supraleitern gelöst. Er hat herausgefunden, warum Rechnungen und Experiment bislang unterschiedliche magnetische Momente in diesen viel untersuchten Materialien aufwiesen.

Seit ihrer Entdeckung im Jahr 2008 sind eisenbasierte Hochtemperatur-Supraleiter (Eisenpniktid-Verbindungen, die zurzeit wohl am intensivsten untersuchten Festkörper. ForscherInnen sprechen auch von der „Eisenzeit“, die auf die „Kupferzeit“ der Supraleiter mit Kupferverbindungen (Kuprate) folgt. Eisenpniktide lieferten bislang jedoch mehr Rätsel als Erklärungen.

Selbst in der normalleitenden Phase ist derzeit unklar, ob die Wechselwirkung der Elektronen untereinander eine ähnlich große Rolle spielt wie in Kupraten, oder ob die Elektronen sich in diesem Material weitestgehend unabhängig voneinander bewegen. Ein weiteres Rätsel stellten die magnetischen Momente dar, die in theoretischen Vorhersagen als sehr viel größer berechnet wurden als dann im Experiment gemessen wurde.

Quantenfluktuationen als Ursache

Dieses letztere Rätsel bei Eisenpniktiden hat Philipp Hansmann während seiner Doktorarbeit nun gelöst. Gemeinsam mit Kollegen in der Arbeitsgruppe von TU-Professor Karsten Held und Professor Ryotaro Arita, mit dem Hansmann das Projekt während eines Forschungsaufenthalts an der Universität Tokyo gestartet hatte, fand er die Ursache für die sehr viel kleineren gemessenen Momente: Quantenfluktuationen. Hierdurch fluktuiert das magnetische Moment in der Zeit, so dass der Langzeit-Mittelwert sehr viel kleiner als das Kurzzeit-Moment auf der Femtosekunden-Skala ist (siehe Abb. 3). Während bisherige theoretische Rechnungen das Kurzzeit-Moment bestimmt haben, wurde experimentell der Langzeit-Mittelwert u.a. mit Neutronenstreuung und Myonenspin-Spektroskopie (µSR) gemessen. Die Ergebnisse wurden in der renommierten Fachzeitschrift Physical Review Letter publiziert (http://prl.aps.org/abstract/PRL/v104/i19/e197002).

Ein erstes Experiment an der Technischen Universität Dresden, das mit Hilfe der Röntgenabsorptionsspektroskopie das magnetische Moment auf kurzen Zeitskalen misst, bestätigt die Theorie eines sehr viel größere Kurzzeit-Moments.

Phänomen Supraleitung

Supraleiter sind Materialien die unterhalb weniger Kelvin - der materialabhängigen Sprungtemperatur - elektrische Ströme vollständig verlustfrei transportieren. Während die Supraleitung in einfachen Metallen wie z.B. Quecksilber auf Gitterschwingungen zurückgeführt werden kann, ist die sogenannte Hochtemperaturleitung (Supraleitern mit einer hohen Sprungtemperatur) wie in Kupraten und Eisenpniktiden, noch nicht verstanden. Einige Hochtemperatursupraleiter haben Sprungtemperaturen von mehr als 77K (-196 Grad Celsius), sodass die Supraleitung durch Kühlung mit flüssigem Stickstoff aufrecht erhalten werden kann. Für eine weitergehende technische Anwendung würden aber noch sehr viel höhere Spungtemperaturen benötig. Ohne ein besseres Verständnis des Mechanismus, der der Hochtemperatursupraleitung zugrunde liegt, ist dies sicherlich ein schwieriges Unterfangen.

Rückfragehinweise:
Technische Universität Wien
Institut für Festkörperphysik
Wiedner Hauptstr. 8, 1040 Wien
Univ.Ass. Dipl.-Phys. Dr.rer.nat.
Philipp Hansmann
T: +43 (1) 58801 - 137 62
hansmann@ifp.tuwien.ac.at
Univ.Prof. Dipl.-Phys. Dr.rer.nat.
Karsten Held
T: +43 (1) 58801 - 137 10
held@ifp.tuwien.ac.at
Aussender:
Technische Universität Wien
Büro für Öffentlichkeitsarbeit
Operngasse 11/5. Stock, 1040 Wien
Bettina Neunteufl, MAS
T: +43 1 58801 41025
M: +43 664 484 50 28
bettina.neunteufl@tuwien.ac.at

Werner Sommer | idw
Weitere Informationen:
http://www.tuwien.ac.at
http://tuweb.tuwien.ac.at/index.php?id=10361

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Quanten-Boten kommunizieren doppelt so schnell
22.02.2018 | Österreichische Akademie der Wissenschaften

nachricht Highlight der Halbleiter-Forschung
20.02.2018 | Technische Universität Chemnitz

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: Verlässliche Quantencomputer entwickeln

Internationalem Forschungsteam gelingt wichtiger Schritt auf dem Weg zur Lösung von Zertifizierungsproblemen

Quantencomputer sollen künftig algorithmische Probleme lösen, die selbst die größten klassischen Superrechner überfordern. Doch wie lässt sich prüfen, dass der...

Im Focus: Developing reliable quantum computers

International research team makes important step on the path to solving certification problems

Quantum computers may one day solve algorithmic problems which even the biggest supercomputers today can’t manage. But how do you test a quantum computer to...

Im Focus: Innovation im Leichtbaubereich: Belastbares Sandwich aus Aramid und Carbon

Die Entwicklung von Leichtbaustrukturen ist eines der zentralen Zukunftsthemen unserer Gesellschaft. Besonders in der Luftfahrtindustrie und in anderen Transportbereichen sind Leichtbaustrukturen gefragt. Sie ermöglichen Energieeinsparungen und reduzieren den Ressourcenverbrauch bei Treibstoffen und Material. Zum Einsatz kommen dabei Verbundmaterialien in der so genannten Sandwich-Bauweise. Diese bestehen aus zwei dünnen, steifen und hochfesten Deckschichten mit einer dazwischen liegenden dicken, vergleichsweise leichten und weichen Mittelschicht, dem Sandwich-Kern.

Aramidpapier ist ein etabliertes Material für solche Sandwichkerne. Sein mechanisches Strukturversagen ist jedoch noch unzureichend erforscht: Bislang fehlten...

Im Focus: Die Brücke, die sich dehnen kann

Brücken verformen sich, daher baut man normalerweise Dehnfugen ein. An der TU Wien wurde eine Technik entwickelt, die ohne Fugen auskommt und dadurch viel Geld und Aufwand spart.

Wer im Auto mit flottem Tempo über eine Brücke fährt, spürt es sofort: Meist rumpelt man am Anfang und am Ende der Brücke über eine Dehnfuge, die dort...

Im Focus: Eine Frage der Dynamik

Die meisten Ionenkanäle lassen nur eine ganz bestimmte Sorte von Ionen passieren, zum Beispiel Natrium- oder Kaliumionen. Daneben gibt es jedoch eine Reihe von Kanälen, die für beide Ionensorten durchlässig sind. Wie den Eiweißmolekülen das gelingt, hat jetzt ein Team um die Wissenschaftlerin Han Sun (FMP) und die Arbeitsgruppe von Adam Lange (FMP) herausgefunden. Solche nicht-selektiven Kanäle besäßen anders als die selektiven eine dynamische Struktur ihres Selektivitätsfilters, berichten die FMP-Forscher im Fachblatt Nature Communications. Dieser Filter könne zwei unterschiedliche Formen ausbilden, die jeweils nur eine der beiden Ionensorten passieren lassen.

Ionenkanäle sind für den Organismus von herausragender Bedeutung. Wenn zum Beispiel Sinnesreize wahrgenommen, ans Gehirn weitergeleitet und dort verarbeitet...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2018

21.02.2018 | Veranstaltungen

Tag der Seltenen Erkrankungen – Deutsche Leberstiftung informiert über seltene Lebererkrankungen

21.02.2018 | Veranstaltungen

Digitalisierung auf dem Prüfstand: Hochkarätige Konferenz zu Empowerment in der agilen Arbeitswelt

20.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Von Hefe für Demenzerkrankungen lernen

22.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Sektorenkopplung: Die Energiesysteme wachsen zusammen

22.02.2018 | Seminare Workshops

Die Entschlüsselung der Struktur des Huntingtin Proteins

22.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics