Materialwissenschaften: Raue Oberflächen für guten Fluss
Entgegen landläufiger Meinung können dünne Schichten von Hochtemperatur-Supraleitern offenbar deutlich mehr Strom transportieren, wenn sie auf rauen Oberflächen aufgebracht werden statt auf glatten. Das konnten nun die beiden amerikanischen Materialwissenschaftler Zuxin Ye und Qiang Li vom Brookhaven National Laboratory bei New York nachweisen.
Sie untersuchten die bekannte Hochtemperatur-Keramik YBCO, eine Verbindung, die aus den Elementen Yttrium, Barium, Kupfer und Sauerstoff besteht. Einen dünnen Film davon brachten sie auf ein Substrat aus normal leitendem Metall auf, wobei sie einen Teil des Trägermaterials glatt polierten, den anderen jedoch mit Nanometer großen Furchen und Kerben versahen. Zu ihrer großen Überraschung leitete der Hochtemperatur-Supraleiter auf dem aufgerauten Stück bis zu 30 Prozent mehr Strom. Bislang dachte man genau das Gegenteil, dass glatte Oberflächen zum besseren Stromtransport beitrügen, weil raue Grundlagen den widerstandslosen Stromtransport eventuell stören könnten.
Die Entdeckung von Ye und Li ist von enormer technischer Bedeutung. Mit Hochtemperatur-Supraleitern möchten Hersteller elektrischer Anlagen künftig nämlich Energie sparende Antriebe, Generatoren oder Motoren herstellen sowie den Verlust bei der Stromverteilung drastisch senken. Hochtemperatur-Supraleiter bieten sich hierfür an, weil sie den elektrischen Strom wie normale Supraleiter ohne messbaren Widerstand leiten können. Sie müssen dazu aber nicht auf so tiefe Temperaturen gekühlt werden, was die Sache technisch leichter handhabbar macht.
Doch sind Hochtemperatur-Supraleiter meist äußerst spröde Keramiken, die sich nur durch einen technischen Trick zu brauchbaren Kabeln und Leitungen umformen lassen: Man dampft sie als dünne Schichten auf ein Trägermaterial auf. Die Arbeiten von Ye und Li könnten daher helfen, deutlich effizientere Geräte zu bauen.
Sie untersuchten die bekannte Hochtemperatur-Keramik YBCO, eine Verbindung, die aus den Elementen Yttrium, Barium, Kupfer und Sauerstoff besteht. Einen dünnen Film davon brachten sie auf ein Substrat aus normal leitendem Metall auf, wobei sie einen Teil des Trägermaterials glatt polierten, den anderen jedoch mit Nanometer großen Furchen und Kerben versahen. Zu ihrer großen Überraschung leitete der Hochtemperatur-Supraleiter auf dem aufgerauten Stück bis zu 30 Prozent mehr Strom. Bislang dachte man genau das Gegenteil, dass glatte Oberflächen zum besseren Stromtransport beitrügen, weil raue Grundlagen den widerstandslosen Stromtransport eventuell stören könnten.
Die Entdeckung von Ye und Li ist von enormer technischer Bedeutung. Mit Hochtemperatur-Supraleitern möchten Hersteller elektrischer Anlagen künftig nämlich Energie sparende Antriebe, Generatoren oder Motoren herstellen sowie den Verlust bei der Stromverteilung drastisch senken. Hochtemperatur-Supraleiter bieten sich hierfür an, weil sie den elektrischen Strom wie normale Supraleiter ohne messbaren Widerstand leiten können. Sie müssen dazu aber nicht auf so tiefe Temperaturen gekühlt werden, was die Sache technisch leichter handhabbar macht.
Doch sind Hochtemperatur-Supraleiter meist äußerst spröde Keramiken, die sich nur durch einen technischen Trick zu brauchbaren Kabeln und Leitungen umformen lassen: Man dampft sie als dünne Schichten auf ein Trägermaterial auf. Die Arbeiten von Ye und Li könnten daher helfen, deutlich effizientere Geräte zu bauen.
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