Durchbruch: Supraleitung in wasserstoffreichen Materialien direkt nachgewiesen
Dörthe Krause
Durchbruch: Supraleitung in wasserstoffreichen Materialien direkt nachgewiesen
Wissenschaftler haben neue Beweise für Supraleitung in wasserstoffreichen Materialien entdeckt – ein entscheidender Fortschritt bei der Suche nach Supraleitern, die bei Raumtemperatur funktionieren. Mit Hilfe der Hochdruck-Elektronentunnel-Spektroskopie wiesen Forscher eine supraleitende Energielücke in den Verbindungen H₃S und D₃S nach, die die Energietechnik revolutionieren könnten.
Der Durchbruch begann im Jahr 2015, als H₃S einen Rekord für Hochtemperatur-Supraleitung aufstellte. Unter extremem Druck im Megabar-Bereich erreichte die Verbindung eine kritische Temperatur (T₀) von 203 Kelvin und brachte damit die Realisierung von Raumtemperatur-Supraleitung einen Schritt näher. Diese Entdeckung machte H₃S zum Vorbild für spätere wasserstoffbasierte Hochtemperatur-Supraleiter.
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Jetzt haben weitere Experimente eine supraleitende Energielücke sowohl in H₃S als auch in D₃S offenbart. In H₃S beträgt die Lücke etwa 60 Millielektronenvolt (meV), während sie in D₃S mit rund 44 meV kleiner ausfällt. Dieser Unterschied stützt die Theorie, dass Elektron-Phonon-Wechselwirkungen die Supraleitung in diesen Materialien antreiben.
Die Ergebnisse liefern den ersten direkten mikroskopischen Nachweis für Supraleitung in wasserstoffreichen Verbindungen. Theoretische Modelle deuten bereits darauf hin, dass ähnliche Materialien Supraleitung bei noch höheren Temperaturen erreichen könnten. Sollte dies gelingen, könnte es Technologien wie Stromnetze, Magnetschwebebahnen und Quantencomputer grundlegend verändern.
Der Nachweis der supraleitenden Energielücke in H₃S und D₃S untermauert die Bedeutung wasserstoffreicher Materialien für zukünftige Energiesysteme. Diese Erkenntnisse bringen die Wissenschaft dem Verständnis – und letztlich der Nutzung – von Raumtemperatur-Supraleitung einen Schritt näher. Als nächstes wird die Erforschung weiterer Hydride im Fokus stehen, die diese Eigenschaften nachahmen oder sogar übertreffen könnten.
