Durchbruch in der Supraleitung: Forscher beweisen Elektronenpaarung in Wasserstoffverbindungen
Romuald Schweitzer
Durchbruch in der Supraleitung: Forscher beweisen Elektronenpaarung in Wasserstoffverbindungen
Wissenschaftler haben neue Belege für Supraleitung in wasserstoffreichen Materialien entdeckt. Eine in Nature am 23. April 2025 veröffentlichte Studie enthüllt eine entscheidende Energielücke in H₃S und D₃S, die bestätigt, wie sich Elektronen in diesen Stoffen paaren. Die Ergebnisse liefern den ersten direkten mikroskopischen Nachweis für Supraleitung unter extremem Druck.
Die Forschung wurde von Vasily Minkov geleitet, dem Projektleiter für Hochdruckchemie und -physik am Max-Planck-Institut für Chemie. Erstautor Feng Du und das Team nutzten Hochdruck-Elektronentunnel-Spektroskopie, um die supraleitende Energielücke nachzuweisen – ein zentrales Merkmal, das die Elektronenpaarung in Supraleitern erklärt.
Cashback bei deinen
Lieblingsrestaurants und Services
Kaufe Gutscheine und spare in deinen Lieblingsorten in deiner Nähe
Die Studie ergab, dass H₃S eine Energielücke von etwa 60 Millielektronenvolt (meV) aufweist, während D₃S, eine deuteriumbasierte Variante, eine kleinere Lücke von rund 44 meV zeigt. Dieser Unterschied stützt die Theorie, dass Elektron-Phonon-Wechselwirkungen die Supraleitung in diesen Materialien antreiben.
Seit der Entdeckung von H₃S im Jahr 2015 haben Forscher weitere Hochdruck-Supraleiter wie LaH₁₀ (2019) und YH₆/YH₉ (2021) untersucht. Methoden wie Röntgenbeugung, Widerstandsmessungen und Magnetisierungsexperimente kamen dabei häufig zum Einsatz. Die neuesten Erkenntnisse bieten nun tiefere Einblicke, wie diese Materialien widerstandslosen Stromtransport erreichen.
Der Nachweis der supraleitenden Energielücke in H₃S und D₃S untermauert die Bedeutung wasserstoffreicher Verbindungen für fortschrittliche Technologien. Diese Materialien könnten die Energieübertragung, -speicherung und andere Anwendungen verbessern, bei denen widerstandsfreie Leitfähigkeit entscheidend ist. Die Ergebnisse ebnen zudem den Weg für weitere Forschungen zu Hochdruck-Supraleitern.
