Neue eisenbasierte Supraleiter haben grüne Gewinne

Forscher des Nationalen Instituts für Normung und Technologie (NIST) haben einen neuen Typ eines Supraleiters auf Eisenbasis entdeckt, der die gleichen magnetischen Eigenschaften wie die älteren Kupferoxid-Supraleiter aufweist. Die erstaunliche Tatsache ist, dass die neuen Supraleiter all diese magnetischen Eigenschaften bei höheren Temperaturen haben.

"Während wir noch immer nicht verstehen, wie Magnetismus und Supraleitung in Kupferoxid-Supraleitern zusammenhängen", erklärt NIST-Stipendiat Jeffrey Lynn vom NIST-Zentrum für Neutronenforschung (NCNR), "zeigen unsere Messungen, dass die neuen Materialien auf Eisenbasis so etwas teilen ein kritisches Wechselspiel zwischen Magnetismus und Supraleitung sein. "

Supraleitende Materialien haben die Eigenschaft, Magnetfelder bei tiefen Temperaturen nicht zu tolerieren. Zum Beispiel stören die 1986 entdeckten Kupferoxid-Supraleiter Magnetfelder nur bei sehr niedrigen Temperaturen unterhalb von 140 Kelvin (-133 Grad Celsius).

Japanische Forscher entdeckten Anfang dieses Jahres, dass eine neue Klasse von supraleitenden Materialien auf Eisenbasis auch viel höhere Übergangstemperaturen als die konventionellen Tieftemperatur-Supraleiter hatte. Die Entdeckung brachte Physiker und Materialwissenschaftler in eine neue Raserei von Aktivität, die an die Aufregung erinnerte, die durch die Entdeckung der ersten Hochtemperatursupraleiter vor über 20 Jahren hervorgerufen wurde.

Frühere Arbeiten an den Kupferoxid-Supraleitern zeigten, dass sie in ihrer Zusammensetzung magnetisch aktive Kupfer-Sauerstoff-Schichten aufweisen, die durch Schichten aus nichtmagnetischen Materialien getrennt sind. Durch "Dotieren" oder Hinzufügen verschiedener Elemente zu den nichtmagnetischen Schichten dieses normalerweise isolierenden Materials können die Forscher den Magnetismus manipulieren, um eine elektrische Leitung und dann Supraleitung zu erreichen.

Supraleitung wurde bisher nur spezialisierten Labors und Wissenschaftlern zur Verfügung gestellt. Wenn es bei höheren Temperaturen erreicht werden kann, kann es die grüne Natur von Elektromotoren, Stromtransport helfen und die Funktion von Hochgeschwindigkeits-Datenstromkreisen verbessern, indem die größte Verlustquelle beseitigt wird: Wärme. Das bedeutet mehr Effizienz, weniger Energie für den gleichen Effekt und weniger Umweltverschmutzung.

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