Hochtemperatur-Supraleiter verhalten sich wie konventionelle Supraleiter

Erst kürzlich machte die Entdeckung der supraleitenden Eigenschaften von Magnesiumdiborid bei 39K (-234,15 °C) Schlagzeilen. Überall auf der Welt beschäftigen sich jetzt Physiker mit den Möglichkeiten dieses billigen Ausgangsstoffes.

Bislang ist Supraleitung schwierig zu realisieren, da Metalle mit Helium aufwändig gekühlt werden müssen und keramische Werkstoffe eine schlechte Stromtragfähigkeit haben und oft zu spröde sind. Neue Analysen des photoelektronischen Spektrums von Kupferoxid-Supraleitern haben nun gezeigt, dass Hochtemperatur-Supraleiter sich ähnlich verhalten wie konventionelle Supraleiter.

In der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift Nature berichten Physiker aus den USA und Japan über ihre Erkenntnisse bezüglich der Elektronen-Dynamik bei Hochtemperatur-Supraleitern (HTSLs). Bisher war der Mechanismus der Supraleitung bei HTSLs noch unklar, da der direkte Beweis für eine Elektron-Phonon-Kopplung nicht erbracht werden konnte, die bei allen bekannten Kupferoxid-Supraleitern vorhanden ist. A. Lanzara von der Stanford University und seine Kollegen haben nun versucht, die Elektron-Phonon-Kopplung indirekt nachzuweisen, was ihnen auch gelungen ist.

Eine Kopplung müsste zu einer abrupten Veränderung der Schnelligkeit und der Streuungsrate der Elektronen nahe der Phonon-Energie führen. Mit einer winkelauflösenden Photoemissions-Spektroskopie haben die Wissenschaftler eine solche abrupte Veränderung der Elektron-Geschwindigkeit bei 50 bis 80 Millielektronenvolt (meV) beobachtet. Dies lässt darauf schließen, dass eine Kopplung mit dem Phonon in Verbindung mit dem Oxid-Atom stattgefunden hat. Nach diesen Beobachtungen geht das Forscherteam davon aus, dass das Phänomen der Supraleitung in Hochtemperatur-Supraleitern ähnlichen Mechanismen unterworfen ist wie in konventionellen Supraleitern.

Mehr in Telepolis: Der Knick im Supraleiter. (Andrea Naica-Loebell (Andrea Naica-Loebell) / (fr)