Supraleiter vermögen elektrischen Strom verlustfrei zu transportieren. Die Realisierung entsprechender Kabel schien bereits 1986 in greifbare Nähe gerückt, nachdem J. G. Bednorz und K. A. Müller die Supraleitung in Kupferoxiden entdeckt hatten. Im Gegensatz zu den supraleitenden Materialien, die bis dahin bekannt gewesen waren, handelt es sich bei diesen Kupferoxiden um Keramiken, die noch bei den relativ hohen Temperaturen von bis zu -138° Grad Celsius supraleitend sind. Deshalb überhaupt der Name Hochtemperatur-Supraleiter. Und diese Temperaturen lassen sich – im Gegensatz zu den Tiefsttemperaturen, bei denen 'normale' Supraleiter verlustfreien Stromtransport ermöglichen – technisch verhältnismäßig leicht durch Kühlung mittels flüssigem Stickstoff erreichen.

Trotz intensiver weltweiter Bemühungen erwies sich bisher die Herstellung wettbewerbsfähiger supraleitender Drähte aus Hochtemperatur-Supraleitern dennoch als außerordentlich schwierig. Der Hauptgrund hierfür ist schon lange bekannt: Die keramischen Drähte bestehen herstellungsbedingt aus einzelnen mikroskopisch kleinen Körnern, die für sich genommen den Strom gut transportieren können. Allerdings muss in einem Kabel der Strom auch von Korn zu Korn fließen. Die Stromtragefähigkeit der Berührungsflächen der Körner – der Korngrenzen also – ist jedoch um ein Vielfaches geringer als die der Körner selbst. Um diese sogenannte kritische Stromdichte zu erhöhen, wurde bisher mit kostspieligen Prozessen versucht, die Körner parallel zueinander auszurichten, da sich hiermit die Eigenschaften der Korngrenzen verbessern lassen.

Mit einem völlig neuartigen Ansatz ist jetzt einer internationalen Arbeitsgruppe am Institut für Physik der Universität Augsburg ein Durchbruch auf diesem Arbeitsgebiet gelungen. Dort wiesen G. Hammerl und seine Kollegen nach, dass sich die Korngrenzen entscheidend verbessern lassen, wenn ihre elektronische Struktur gezielt mit Dotierstoffen (z. B. mit Calcium) optimiert wird (Nature vom 14. September 2000). Vergleichbare Möglichkeiten sind schon aus der Halbleitertechnik bekannt. Hier ist nun die Verwendung von geschichteten Supraleitern besonders hilfreich, die abwechselnd aus dotierten und undotierten Lagen bestehen. Unter Verwendung solcher Vielfachschichten konnte die kritische Stromdichte der Korngrenzen bei -196° Grad Celsius, der gewünschten Arbeitstemperatur der supraleitenden Drähte, auf mehrere hunderttausend Ampere pro Quadratzentimeter versechsfacht werden. Da dieser Prozess sowohl preisgünstig als auch kompatibel mit den bisher entwickelten Verfahren zur Drahtherstellung ist, lässt sich ein großes Anwendungspotential dieser Technik erwarten.