Wissenschaftler der Michigan State University haben eine intermetallische Verbindung entdeckt, die über einen weiten Temperaturbereich weder thermische Ausdehnung noch Kontraktion zeigt und zudem elektrisch leitfähig ist. Die meisten Stoffe dehnen sich beim Erhitzen aus, da der mittlere Abstand der Atome im Kristallgitter größer wird. Einige wenige Materialien ziehen sich bei Temperaturerhöhung zusammen oder bleiben in ihrer Form unverändert. Letztere sind, von der Invar-Legierung abgesehen, jedoch zumeist oxidischer Natur und demzufolge Nichtleiter.

Laut James Salvador und seinen Kollegen verdankt die neue Verbindung aus Ytterbium, Gallium und Germanium ihre thermische Unabhängigkeit den Valenzelektronen des Galliums. Denn wird das Material abgekühlt, dann wandern die Elektronen zu den Ytterbium-Atomen und sorgen dafür, dass sich diese Atome ausdehnen und einer Kontraktion des Materials entgegenwirken. Eine Temperaturerhöhung bewirkt eine entgegengesetzte Wanderung. Die Veränderung der Gallium-Atome ist dabei offenbar vernachlässigbar.

YbGaGe bewahrt auf diese Weise in einem Temperaturbereich von 100 bis 400 Kelvin seine Form – also auch im Bereich der technologisch bedeutsamen Zimmertemperatur. Mögliche Anwendungen könnte die Verbindung in allen Geräten finden, die großen Temperaturschwankungen ausgesetzt sind, wie beispielsweise Motoren oder technischen Einrichtungen in der Raumfahrt.

Die einzige andere elektrisch leitfähige Verbindung mit vernachlässigbarer thermischer Ausdehnung ist die Eisen-Nickel-Legierung Invar. Hier wird die thermische Ausdehnung jedoch durch einen gänzlich anderen Mechanismus unterdrückt, der auf den magnetischen Eigenschaften der Legierung beruht. Invar wird bereits für hochwertige Lochmasken von Fernsehern verwendet oder als Auskleidung von Flüssiggas-Tankern.