Wissenschaftler Entdecken Supraleitung in Wasserstoff-reichen Materialien

Wissenschaftler Entdecken Supraleitung in Wasserstoff-reichen Materialien

Wissenschaftler haben eine bahnbrechende Entdeckung gemacht und erstmals direkte mikroskopische Belege für Supraleitung in wasserstoffreichen Materialien vorgelegt. Dieser Durchbruch, erzielt mithilfe der Hochdruck-Elektronentunnel-Spektroskopie, offenbart die supraleitende Energielücke in H₃S und D₃S und liefert wertvolle Einblicke in die Mechanismen hinter diesem Phänomen. Die Messung der supraleitenden Energielücke in diesen Materialien gestaltete sich bisher als äußerst schwierig, da für ihre Synthese extrem hoher Druck erforderlich ist. Ein Team unter der Leitung von Mikhail Eremets am Max-Planck-Institut für Chemie hat jedoch ein spezielles, abstimmbares Elektronentunnel-Spektrometer entwickelt, das unter diesen extremen Bedingungen funktioniert. Die Ergebnisse der Forscher zeigen, dass H₃S eine supraleitende Energielücke von etwa 60 Millielektronenvolt (meV) aufweist, während die Lücke bei D₃S mit rund 44 meV kleiner ausfällt. Dieser Unterschied stützt die Theorie, dass Wechselwirkungen zwischen Elektronen und Phononen eine entscheidende Rolle für die Supraleitung in H₃S spielen. Die supraleitende Energielücke ist eine grundlegende Eigenschaft, die Aufschluss darüber gibt, wie sich Elektronen paaren, um den supraleitenden Zustand zu erreichen – einen Zustand, in dem Materialien Strom ohne Widerstand leiten können. Diese in der Fachzeitschrift Nature veröffentlichte Entdeckung markiert einen bedeutenden Fortschritt im Verständnis der Supraleitung in wasserstoffreichen Materialien. Die Erkenntnisse könnten den Weg für die Entwicklung von Hochtemperatur-Supraleitern ebnen, die Technologien wie Energieübertragung und -speicherung revolutionieren könnten.