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Materialwissenschaft: Supraleitung mit Eisen und Arsen

Eine neue Klasse von Hochtemperatursupraleitern haben japanische und chinesische Wissenschaftler entwickelt. Diese keramischen Werkstoffe werden bereits bei wesentlich höheren Temperaturen supraleitend als Metalle. Die nun entdeckten Materialien enthalten Schichten aus Eisen und Arsen, in denen die Elektronen ohne Widerstand fließen können. Eine von Zhong-Xian Zhao von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften hergestellte samariumhaltige Eisen-Arsen-Keramik wird nach Angaben der Forscher unter Druck bereits bei 55 Kelvin (-218 Grad Celsius) supraleitend.

In den bisher bekannten Cuprat-Keramiken mit Sprungtemperaturen bis zu 138 Kelvin (-135 Grad Celsius) fließen die Elektronen verlustfrei in Schichten aus Kupfer- und Sauerstoffatomen. Die neuen Supraleiter sind ebenfalls geschichtete Keramiken, in denen Lagen von Seltenerdatomen, Fluor und Sauerstoff zwischen den leitenden Eisenarsenid-Schichten liegen.

Nun rätseln die Forscher, durch welchen Mechanismus die Supraleitung bei der neuen Stoffklasse zustande kommt. Die Parallelen zu den bereits bekannten Keramiken auf Kupferbasis deuten allerdings darauf hin, dass beide Stoffklassen nach grundsätzlich dem gleichen Prinzip funktionieren. Jetzt wollen die Wissenschaftler Einkristalle hoher Qualität züchten, um die Eigenschaften der neuen Supraleiter näher zu untersuchen.
(lfi)

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  • Quellen
Kamihara, Y. et al.: Iron-Based Layered Superconductor La[O1-xFx]FeAs (x = 0.05–0.12) with Tc = 26 K. In: Journal of the American Chemical Society 130 (11), S. 3296 -3297, 2008.

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