Wissenschaftler Entdecken Superleitende Energie-Lücke in H3S und D3S

Wissenschaftler Entdecken Superleitende Energie-Lücke in H3S und D3S

Wissenschaftler haben einen bedeutenden Durchbruch im Verständnis der Hochtemperatur-Supraleitung erzielt. Sie fanden die ersten direkten mikroskopischen Belege für Supraleitung in wasserstoffreichen Materialien – konkret in H₃S und D₃S. Diese Entdeckung gelang dank einer neuen Messtechnik, die ein internationales Team unter der Leitung von Mikhail Eremets am Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe in Dresden entwickelt hat. Die Forscher nutzten eine spezielle durchstimmbare Elektronentunnel-Spektroskopie, um die supraleitende Energielücke unter extremem Druck zu messen – eine entscheidende Methode, da wasserstoffreiche Materialien nur unter solchen Bedingungen synthetisiert werden können. Die Energielücke in H₃S betrug etwa 60 Millielektronenvolt (meV), während sie in D₃S bei rund 44 meV lag. Die kleinere Lücke in D₃S stützt die Theorie, dass Elektron-Phonon-Wechselwirkungen die Supraleitung in H₃S verursachen. Die Entdeckung dieser Energielücken markiert einen wichtigen Schritt zum Verständnis der Hochtemperatur-Supraleitung in diesen Stoffen. Supraleiter wie H₃S und D₃S könnten die Technologie revolutionieren: Sie leiten Strom ohne Widerstand und eignen sich damit ideal für Energieübertragung und -speicherung. Allerdings gestaltet sich ihre Herstellung und Erforschung aufgrund der extremen Bedingungen als herausfordernd. Das interdisziplinäre Team, dem Wissenschaftler aus verschiedenen Institutionen weltweit angehören, hat auf diesem Gebiet nun entscheidende Fortschritte erzielt. Die Identifizierung der supraleitenden Energielücke in H₃S und D₃S liefert wertvolle Einblicke, wie sich Elektronen im supraleitenden Zustand paaren. Dies ist ein bedeutender Schritt auf dem Weg, die Raumtemperatur-Supraleitung zu verstehen und letztlich zu erreichen. Die innovative Messtechnik des internationalen Teams eröffnet neue Forschungsmöglichkeiten in diesem vielversprechenden Bereich.