Durchbruch in der Supraleiterforschung: Wasserstoff zeigt sein Potenzial
Margret auch Schlauchin
Durchbruch in der Supraleiterforschung: Wasserstoff zeigt sein Potenzial
Wissenschaftler haben neue Belege dafür gefunden, wie wasserstoffreiche Materialien zu Supraleitern werden. Eine in Nature am 23. April 2025 veröffentlichte Studie enthüllt zentrale Details über die supraleitenden Energielücken in H₃S und seinem Deuterium-Pendant D₃S. Die Ergebnisse liefern den ersten direkten mikroskopischen Nachweis für Supraleitung in diesen Hochdruckverbindungen.
Die Forschung wurde vom Max-Planck-Institut für Chemie in Mainz geleitet. Vasily Minkov, Leiter der Abteilung für Hochdruckchemie und -physik am Institut, verantwortete das Projekt. Erstautor Feng Du und das Team nutzten Hochdruck-Elektronentunnel-Spektroskopie, um die supraleitenden Energielücken zu messen.
Die Energielücke in H₃S betrug etwa 60 Millielektronenvolt (meV), während sie in D₃S bei rund 44 meV lag. Dieser Unterschied stützt die These, dass Elektron-Phonon-Wechselwirkungen die Supraleitung in diesen Materialien antreiben.
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Seit der Entdeckung von H₃S im Jahr 2015 haben Forscher wasserstoffbasierte Supraleiter systematisch unter extremem Druck untersucht. Verbindungen wie LaH₁₀, YH₆, YH₉ und CeH₉ wurden mit Methoden wie Röntgenbeugung, Messungen des elektrischen Widerstands und Ramanspektroskopie analysiert. Diese Experimente helfen zu erklären, wie sich Elektronen paaren, um einen supraleitenden Zustand zu erzeugen.
Die Studie bestätigt das Vorhandensein einer supraleitenden Energielücke in wasserstoffreichen Materialien. Diese Lücke ist ein entscheidendes Merkmal, das Aufschluss über das Verhalten von Elektronen in diesen Hochdruck-Supraleitern gibt. Die Ergebnisse markieren einen wichtigen Schritt auf dem Weg zum Verständnis der Mechanismen hinter der Supraleitung bei Raumtemperatur.
