Forscher entschlüsseln Geheimnis der Supraleitung in wasserstoffreichen **Materialien** unter Extremdruck
Forscher entschlüsseln Geheimnis der Supraleitung in wasserstoffreichen **Materialien** unter Extremdruck
Wissenschaftler haben neue Details über Supraleitung in wasserstoffreichen Materialien unter extremem Druck enthüllt. Mit Hilfe fortschrittlicher Spektroskopie maß ein Forschungsteam die supraleitende Energielücke in H₃S und D₃S – zwei Verbindungen, die für ihre Hochtemperatur-Supraleitung bekannt sind. Dieser Durchbruch liefert den ersten direkten mikroskopischen Beweis dafür, wie diese Materialien Strom ohne Widerstand leiten.
Im Mittelpunkt der Studie standen Schwefelwasserstoff (H₃S) und seine deuteriumbasierte Variante (D₃S), die beide unter sehr hohem Druck supraleitend werden. Forscher des Max-Planck-Instituts, darunter Mikhail Eremets, hatten bereits 2015 die Supraleitung in H₃S entdeckt. Nun verfeinerten sie ihre Methoden, um die Energielücke zu messen – eine entscheidende Eigenschaft, die zeigt, wie sich Elektronen im supraleitenden Zustand paaren.
Um die Herausforderungen unter extremen Bedingungen zu meistern, entwickelte das Team eine spezialisierte, abstimmbare Elektronentunnel-Spektroskopie. Damit gelang es ihnen, die supraleitende Lücke in H₃S nachzuweisen, die bei etwa 60 Millielektronenvolt (meV) liegt. Bei D₃S war die Lücke mit rund 44 meV kleiner. Der Unterschied zwischen beiden Werten stützt die Theorie, dass Elektron-Phonon-Wechselwirkungen die Supraleitung in diesen Materialien antreiben.
Hochtemperatur-Supraleiter wie H₃S und LaH₁₀ könnten eines Tages Raumtemperatur-Supraleitung ermöglichen. Solche Materialien würden Technologien revolutionieren – von verlustfreien Stromnetzen bis hin zu fortschrittlichen Energiespeichersystemen.
Die Ergebnisse bestätigen die mikroskopischen Mechanismen hinter der Supraleitung in wasserstoffreichen Verbindungen. Durch den Nachweis der Energielücke stärkt die Studie die Aussichten auf die Entwicklung praktischer Hochtemperatur-Supraleiter. Diese Materialien könnten letztlich Branchen verändern, die auf effiziente Stromübertragung und -speicherung angewiesen sind.
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