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 Von photonischen Nanoantennen zu besseren Spielekonsolen
20.07.2017 | Friedrich-Schiller-Universität Jena

nachricht Tauchgang in einen Magneten
20.07.2017 | Paul Scherrer Institut (PSI)

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: Molekulares Lego

Sie können ihre Farbe wechseln, ihren Spin verändern oder von fest zu flüssig wechseln: Eine bestimmte Klasse von Polymeren besitzt faszinierende Eigenschaften. Wie sie das schaffen, haben Forscher der Uni Würzburg untersucht.

Bei dieser Arbeit handele es sich um ein „Hot Paper“, das interessante und wichtige Aspekte einer neuen Polymerklasse behandelt, die aufgrund ihrer Vielfalt an...

Im Focus: Das Universum in einem Kristall

Dresdener Forscher haben in Zusammenarbeit mit einem internationalen Forscherteam einen unerwarteten experimentellen Zugang zu einem Problem der Allgemeinen Realitätstheorie gefunden. Im Fachmagazin Nature berichten sie, dass es ihnen in neuartigen Materialien und mit Hilfe von thermoelektrischen Messungen gelungen ist, die Schwerkraft-Quantenanomalie nachzuweisen. Erstmals konnten so Quantenanomalien in simulierten Schwerfeldern an einem realen Kristall untersucht werden.

In der Physik spielen Messgrößen wie Energie, Impuls oder elektrische Ladung, welche ihre Erscheinungsform zwar ändern können, aber niemals verloren gehen oder...

Im Focus: Manipulation des Elektronenspins ohne Informationsverlust

Physiker haben eine neue Technik entwickelt, um auf einem Chip den Elektronenspin mit elektrischen Spannungen zu steuern. Mit der neu entwickelten Methode kann der Zerfall des Spins unterdrückt, die enthaltene Information erhalten und über vergleichsweise grosse Distanzen übermittelt werden. Das zeigt ein Team des Departement Physik der Universität Basel und des Swiss Nanoscience Instituts in einer Veröffentlichung in Physical Review X.

Seit einigen Jahren wird weltweit untersucht, wie sich der Spin des Elektrons zur Speicherung und Übertragung von Information nutzen lässt. Der Spin jedes...

Im Focus: Manipulating Electron Spins Without Loss of Information

Physicists have developed a new technique that uses electrical voltages to control the electron spin on a chip. The newly-developed method provides protection from spin decay, meaning that the contained information can be maintained and transmitted over comparatively large distances, as has been demonstrated by a team from the University of Basel’s Department of Physics and the Swiss Nanoscience Institute. The results have been published in Physical Review X.

For several years, researchers have been trying to use the spin of an electron to store and transmit information. The spin of each electron is always coupled...

Im Focus: Das Proton präzise gewogen

Wie schwer ist ein Proton? Auf dem Weg zur möglichst exakten Kenntnis dieser fundamentalen Konstanten ist jetzt Wissenschaftlern aus Deutschland und Japan ein wichtiger Schritt gelungen. Mit Präzisionsmessungen an einem einzelnen Proton konnten sie nicht nur die Genauigkeit um einen Faktor drei verbessern, sondern auch den bisherigen Wert korrigieren.

Die Masse eines einzelnen Protons noch genauer zu bestimmen – das machen die Physiker um Klaus Blaum und Sven Sturm vom Max-Planck-Institut für Kernphysik in...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Operatortheorie im Fokus

20.07.2017 | Veranstaltungen

Technologietag der Fraunhofer-Allianz Big Data: Know-how für die Industrie 4.0

18.07.2017 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - September 2017

17.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

1,4 Millionen Euro für Forschungsprojekte im Industrie 4.0-Kontext

20.07.2017 | Förderungen Preise

Von photonischen Nanoantennen zu besseren Spielekonsolen

20.07.2017 | Physik Astronomie

Bildgebung von entstehendem Narbengewebe

20.07.2017 | Biowissenschaften Chemie