Durchbruch bei Raumtemperatur-Supraleitern: Neue Erkenntnisse zu Schwefelwasserstoff
Evangelos Rörricht
Durchbruch bei Raumtemperatur-Supraleitern: Neue Erkenntnisse zu Schwefelwasserstoff
Wissenschaftler haben neue Details über Hochtemperatur-Supraleiter entdeckt, die eines Tages zur Supraleitung bei Raumtemperatur führen könnten. Die in der Fachzeitschrift Nature am 23. April 2025 veröffentlichten Erkenntnisse konzentrieren sich auf Schwefelwasserstoff (H₃S) und dessen Deuterium-Variante (D₃S). Forscher am Max-Planck-Institut für Chemie nutzten fortschrittliche Techniken, um eine entscheidende Eigenschaft dieser Materialien zu messen.
Die Studie untersuchte die supraleitende Energielücke – ein zentrales Merkmal, das zeigt, wie sich Elektronen in einem Supraleiter paaren. Bei H₃S betrug diese Lücke etwa 60 Millielektronenvolt (meV), während sie bei D₃S mit rund 44 meV kleiner ausfiel. Der Unterschied stützt die These, dass Elektron-Phonon-Wechselwirkungen die Supraleitung in diesen Materialien antreiben.
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Möglich wurden diese Messungen durch Hochdruck-Elektronentunnel-Spektroskopie. Seit der Entdeckung von H₃S im Jahr 2015 haben Forscher weitere wasserstoffbasierte Supraleiter wie LaH₁₀, YH₆, YH₉ und CeH₉ unter extremem Druck von 130 bis 250 Gigapascal synthetisiert. Ihre supraleitenden Übergangstemperaturen wurden durch Widerstandsmessungen, magnetische Suszeptibilität und Wärmekapazitätsuntersuchungen in Diamantstempelzellen bestätigt.
Wasserstoffbasierte Supraleiter gelten als vielversprechend, da sie Strom ohne Widerstand leiten können. Diese Eigenschaft könnte die Energieübertragung, -speicherung und andere Technologien revolutionieren, wenn sie bei Alltagstemperaturen erreicht wird.
Der Nachweis einer supraleitenden Energielücke in H₃S und D₃S stellt einen bedeutenden Fortschritt im Verständnis der Hochtemperatur-Supraleitung dar. Die Ergebnisse bringen Wissenschaftler der Nutzung wasserstoffreicher Materialien für praktische, widerstandsfreie Stromsysteme einen Schritt näher. Weitere Forschungen werden auf diesen Erkenntnissen aufbauen, um mögliche Anwendungen zu erkunden.
