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Festkörperphysik: Cooper-Paare auch in Isolatoren gefunden

Forscher der Brown-Universität in Providence entdeckten jene Elektronenpaare, die in Supraleitern den elektrischen Strom widerstandsfrei transportieren, nun auch in Isolatoren.

Einige Materialien werden zu perfekten elektrischen Leitern, wenn sie auf Temperaturen kurz über dem absoluten Nullpunkt gekühlt werden. Das supraleitende Verhalten ermöglichen Leitungselektronen, die sich zu so genannten Cooper-Paaren verbinden. Ein Team um James Valles brachte nun einen vier Atome dicken Film aus Wismut auf eine wabenähnliche Unterlage auf, deren Vertiefungen einen Durchmesser von fünfzig Nanometern hatten. Auf niedrige Temperaturen herabgekühlt, konnten sie die dünne Metallschicht entweder als Supraleiter oder als Isolator nutzen.

Als die Forscher den Isolator einem Magnetfeld aussetzten, bemerkten sie eine Änderung im elektrischen Widerstand, die auf die Präsenz von Cooper-Paaren hindeutet. Diese würden aber nicht wie in einem Supraleiter allesamt in einem kontinuierlichen Strom fließen, sondern einzeln umherwirbeln – wie Tanzpaare auf einem Ball, veranschaulichen die Forscher. Verantwortlich dafür seien die winzigen Vertiefungen in der Unterlage, durch die die einzelnen Cooper-Paare isoliert bleiben und damit den Stromfluss stoppen. (mp)

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