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(00027) 29.01.1999 14:13

Stromtransport ohne Energieverlust


Bochum, 29.01.1999
Nr. 27

Stromtransport ohne Energieverlust
Auf der Suche nach den physikalischen Grundlagen
RUB Physiker überprüft gängige Theorien


Einen Hochtemperatursupraleiter, der aufgrund seiner besonderen
Eigenschaften als Prüfstein für alle Theorien zur Supraleitung in
diesen Materialien gilt, hat Dr. Matthias Brink-mann in den
Laboratorien der RUB in hochreiner Form entwickelt. Die anschließende
Vermessung der physikalischen Eigenschaften hat gezeigt, daß bisherige
Modelle den Mechanismus der Hochtemperatursupralei-tung noch nicht
hinreichend erklären. In seiner Dissertation "Supraleitung und
normalleitende elektrische Transporteigenschaften von
elektrondotierten Hoch-TC-Supraleiter-Einkristallen" hat Dr. Brinkmann
durch die Herstellung und Analyse der Verbindung Pr2-xCexCu1-2M2O4+Y
sämtliche zur Zeit in der Fachwelt diskutierten Theorien überprüft und
bewertet. Für seine von Prof. Dr. Kurt Westerholt (Fakultät für
Physik, Institut für Festkörperphysik/Experimentalphysik IV der RUB)
betreute Arbeit erhielt Dr. Brinkmann den  "Preis an Studierende 1998"
für die beste Arbeit aus der Fakultät für Physik.

Widerstandsfrei

Ziel der Forschung auf dem Gebiet der Hochtemperatursupraleiter ist
die Entwicklung eines Stoffes, der bei Raumtemperatur den elektrischen
Strom widerstandsfrei und damit ohne Energieverluste über weite
Strecken transportieren kann. In der ersten Generation von
Supraleitern, zu denen z.B. Metallegierungen wie V3Sl oder Nb3Sn
zählen, funktioniert dies nur bei Temperaturen unter -250° C, so daß
Leitungen aus diesen Materialien aufwendig und teuer mit flüssigem
Helium gekühlt werden müssen. Bei der Gruppe der
Hochtemperatursupraleiter handelt es sich hingegen um keramische
Werkstoffe mit mit einem komplizierten atomaren Aufbau aus
Kupferoxidschichten, die den Effekt der Supraleitung schon bei -110° C
zeigen, so daß man zum Kühlen auf preiswerteren und leichter zu
handhabenden Flüssigstickstoff zurückgreifen kann. Supraleitung bei
diesen "hohen" Temperaturen, die in der Praxis hervorragend
funktioniert, konnte theoretisch bislang noch nicht hinreichend
erklärt werden.

Mit zusätzlichen Elektronen erfolgreich

An dieser Stelle setzt Dr. Brinkmann mit seiner Dissertation ein. Von
der speziellen Verbindung Pr2-xCexCu1-2M2O4+Y  aus der Gruppe der
Hochtemperatursupraleiter konnten im Materiallabor der
Festkörperphysik der RUB (Leitung: Dr. Heinrich Bach) einkristalline
Proben von höchster Qualität hergestellt werden. Pr2-xCexCu1-2M2O4+Y
nimmt unter allen anderen supraleitenden Materialien eine
Sonderstellung ein, da hier zusätzliche Elektronen in die
Kupferoxidebene eingebracht werden, während bei allen anderen
Hochtemperatursupraleitern Elektronen aus diesen Schichten abgezogen
werden. Wegen dieses entscheidenden Unterschieds wird
Pr2-xCexCu1-2M2O4+Y  zum Prüfstein für alle  Theorien zur
Supraleitung, denn die "wahre" Erklärung für diesen physikalischen
Effekt muß sowohl den Elektro-nenabzug als auch die Elektronenzugabe
in die Kupferoxidebenen beücksichtigen. Der Vergleich der
experimentellen Meßergebnisse am Pr2-xCexCu1-2M2O4+Y   mit den bisher
publizierten theoretischen Vorhersagen hat allerdings ergeben, daß
alle Modelle die "Arbeitsweise" von Hochtemperatursupraleitern nicht
ausreichend erklären können. Zukünftige Erklärungsversuche werden sich
ebenfalls dem Prüfstein Pr2-xCexCu1-2M2O4+Y  und den Ergebnissen aus
der Arbeit von Dr. Brinkmann stellen müssen.


Dr. Brinkmann ist bei dem renommierten Spezialglashersteller SCHOTT
(Mainz) in der Abteilung für Wissenschaftliche Grundlagen beschäftigt.

Weitere Informationen

Dr. Matthias Brinkmann, SCHOTT Glas, Postfach 2480, 55014 Mainz.

Prof. Dr. Kurt Westerholt, Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für
Physik und Astronomie, Institut für
Experimentalphysik/Festkörperphysik, 44780 Bochum, 0234/700-3621, Fax:
 0234/7094- 173.

Dr. Heinrich Bach, Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Physik und
Astronomie, Materiallabor der Festkörperphysik , 44780 Bochum, Tel:
0234/700 -3619, Fax: 0234/7094-173.



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Mit freundlichen Gruessen

Dr. Josef Koenig
RUB - Ruhr-Universitaet Bochum
- Pressestelle -
44780 Bochum
Tel: + 49 234 700-2830, -3930
Fax: + 49 234 7094-136
Josef.Koenig@ruhr-uni-bochum.de

Schauen Sie doch bei uns mal rein:
http://www.rz.ruhr-uni-bochum.de/pressestelle

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