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| Table of contents |
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2 Hochtemperatursupraleitung 3 Eigenschaften supraleitender Materialien 4 Anwendungen |
Supraleitung wurde 1911 zuerst bei Quecksilber bei Temperaturen nahe des absoluten Temperaturnullpunkts beobachtet.
Fast alle metallischen Elemente und viele andere Materialien zeigen unterhalb der (materialabhängigen) Sprungtemperatur Supraleitung.
Die so genannte klassische Supraleitung wird durch eine Paarbildung von Elektronen (Cooper-Paare) im Supraleiter erzeugt.
Bei der normalen elektrischen Leitung entsteht der elektrische Widerstand durch Wechselwirkungen der Elektronen mit Gitterfehlern des Kristallgitters und Gitterschwingungen. Durch die Kopplung der Elektronen im Supraleiter zu Cooper-Paaren wird die Energieabgabe an das Kristallgitter unterdrückt und so der widerstandslose elektrische Stromfluss ermöglicht.
Die vollständige Theorie zur Beschreibung der klassischen Supraleitung beruht auf quantenphysikalischen Effekten (Bardeen, Cooper und Schrieffer Theorie, BCS-Theorie).
Die beiden einzelnen Elektronen sind Fermionen, die sich zu einem bosonischen Paar zusammenschließen, und dabei einen
makroskopischen Quantenzustand einnehmen. (vgl. Superfluidität)
Die Hochtemperatursupraleitung ist ein relativ neues Forschungsgebiet.
Keramische Materialien spezieller Zusammensetzung zeigen Supraleitung schon bei relativ hohen Temperaturen (bis zu 143 K = -130 °C).
Bisher ist die Ursache der hohen Sprungtemperaturen nicht bekannt.
Nach dem bisherigen Stand der Theorie erscheint jedoch Supraleitung bei Zimmertemperatur (20°C) kaum möglich zu sein.Konventionelle Supraleitung
Hochtemperatursupraleitung