• Springe zu WISTA-Standorte
  • Springe zu Hauptmenü
  • Springe zu Seiteninhalt
WISTA Logo
  • WISTA
  • WISTA.Plan
  • WISTA.Service
  • Adlershof
  • Charlottenburg
  • Südwest
  • Marzahn
WISTA direkt
Suche
  • de
  • en
  • WISTA Logo
  • Über uns
    • Mission / Management
      • Unternehmens­profil
      • Team
      • Aufsichtsrat / Beirat / Young Professionals
      • Jahresberichte
      • Ausschreibungen / Vergabe
    • Nachhaltigkeit / Diversity
    • Tochter­firmen
      • WISTA.Plan
      • WISTA.Service
    • Anfahrt
  • Aktuelles
    • Übersicht
    • News
    • Termine / Veranstaltungen
      • Diversity Conference Adlershof
    • Social Media Wall
    • Presse
    • Potenzial Magazin
    • Adlershof Journal
    • Downloads
    • Redaktion
  • Services
    • Alle Service­angebote der WISTA
    • ​Gründungs­programme / Coworking
      • Gründungswerkstatt Adlershof
    • Netzwerke / Kooperationen
    • Talent­förderung / Personal­entwicklung
    • Veranstaltungs- und Besucher­dienst
    • Gesundheits­netzwerk
  • Projekte
    • Fokusthemen
    • Team Innovation
  • Orte
    • Übersicht
    • Technologie­park Adlershof
    • Innovations­zentrum CHIC Charlottenburg
    • Innovations­campus FUBIC Südwest
    • CleanTech­ Business Park Marzahn
    • Gewerbehöfe 2.0
    • Innovationskorridor Berlin-Lausitz
    • Geschäftsstelle Zukunftsorte
  • Immobilien
    • Aktuelle Immobilien­angebote der WISTA
    • ST3AM Arbeitswelten / Coworking
    • Gebäude-Management
  • Talente
    • Übersicht
    • WISTA als Arbeitgeber
      • Stellenangebote
      • Mitarbeitende im Porträt
    • WISTA Academy
    • Förderung / Nachwuchs
  • Blog
  • WISTA
  • WISTA.Plan
  • WISTA.Service
  • Adlershof
  • Charlottenburg
  • Südwest
  • Marzahn
WISTA direkt

Aktuelles

  • Übersicht
  • News
  • Termine / Veranstaltungen
  • Social Media Wall
  • Presse
  • Potenzial Magazin
  • Adlershof Journal
  • Downloads
  • Redaktion
  • WISTA
  • Aktuelles
20. Dezember 2013

BESSY II Forschung: Starre Ordnung konkurriert mit Supraleitung

Ergebnisse von Gastforschern aus Princeton und Vancouver im Science Express

Bild: HZB
Streifenanordnung von Ladungsträgern in Bi<sub>2</sub>Sr<sub>2</sub>CaCu<sub>2</sub>O<sub>8+x</sub> [2]. Die Abbildung zeigt die Struktur mit einer Periode von etwa einem Nanometer (vorn) und das zugehörige Beugungsbild (hinten) in Form einer sogenannten Fouriertransformation (Yazdani Lab, Princeton University). Bild: HZB

In Hochtemperatursupraleitern wie den Cupraten können die Ladungsträger sich zu winzigen „Nanostreifen“ anordnen, was die Supraleitung unterdrückt, zeigten Gastforscher aus Princeton und Vancouver an BESSY II.

Supraleiter sind Materialien, die elektrischen Strom ohne Energieverlust leiten. Klassische Supraleiter müssen dafür jedoch bis fast zum absoluten Nullpunkt (minus 273 Grad Celsius) heruntergekühlt werden, und selbst die „Hochtemperatur-Supraleiter“ benötigen noch sehr tiefe Temperaturen von minus 200 Grad Celsius. Obwohl diese Kühlung aufwändig ist, werden Supraleiter bereits in vielen Bereichen eingesetzt, beispielsweise in der Medizin für die Magnetresonanztomographie. Materialien, die auch bei Raumtemperatur Strom verlustfrei leiten, gibt es trotz großer Anstrengungen noch immer nicht.

Hochtemperatursupraleiter sind seit 1986 bekannt, nur ein Jahr später erhielten ihre Entdecker den Nobelpreis. Hochtemperatursupraleitung findet man in der Materialklasse der Cuprate, komplexen Verbindungen aus Kupfer und Sauerstoff sowie weiteren Elementen. Doch trotz intensiver Forschung sind entscheidende Prozesse noch immer nicht verstanden. Denn in diesen Materialien hängen die Eigenschaften der Ladungsträger von vielen subtilen Details ab, und es gibt eine Reihe von Mechanismen, die sie daran hindern, den supraleitenden Zustand einzunehmen. So konkurrieren offenbar auch andere Materialzustände mit der Supraleitung.

Einer dieser Zustände ist die regelmäßige Anordnung der Ladungsträger in streifenförmigen Strukturen auf der Nanoskala. Diese Anordnung macht die Ladungsträger unbeweglich und unterdrückt so die Supraleitung. Bereits im vorigen Jahr konnten Gastforscher mit Hilfe von Experimenten an BESSY II zeigen, dass dieser Mechanismus in einer relevanten Gruppe von Cupraten auftritt und die Supraleitung verhindert [1]. Unter der Führung von zwei Forschergruppen aus Vancouver und Princeton haben internationale Teams diese sogenannte Ladungsordnung nun auch in weiteren Cupraten gefunden und als eine grundlegende Eigenschaft dieser Materialien identifiziert.

Sie nutzten dafür das am HZB entwickelte XUV-Diffraktometer an der UE46_PGM1-Beamline an BESSY II. Mit Synchrotronstrahlung im weichen Röntgenbereich gelang es ihnen, diese schwer nachweisbaren Nanostrukturen in der Ladungsanordnung mit hoher Präzision zu messen und damit wesentlich zum Verständnis dieses Phänomens beizutragen. Dabei arbeiteten sie eng mit Wissenschaftlern der Abteilung Quantenphänomene in neuen Materialien (vormals am Institut Komplexe Magnetische Materialien) am HZB zusammen. Die Ergebnisse wurden jetzt in zwei Artikeln im Fachjournal Science publiziert [2,3]. „Mit der Identifizierung und dem Verständnis der Konkurrenzprozesse zur Supraleitung verbindet sich die Hoffnung, die konkurrierenden Wechselwirkungen gezielt ausschalten zu können und auf diese Weise Supraleitung bei Raumtemperatur zu ermöglichen“, erklärt Dr. Eugen Weschke, der die Messungen an BESSY II betreut hat.

[1] G. Ghiringelli et al., Long-Range Incommensurate Charge Fluctuations in (Y,Nd)Ba2Cu3O6+x, Science 337, 821 (2012).

[2] Eduardo H. da Silva Neto et al., Ubiquitous Interplay between Charge Ordering and High-Temperature Superconductivity in Cuprates, Science 2013. DOI:10.1126/science.1243479

[3] R. Comin et al., Charge order driven by Fermi-arc instability in Bi2Sr2−xLaxCuO6+δ, Science (2013). DOI: 10.1126/science.124299

Weitere Informationen:

Dr. Eugen Weschke
Tel.: +49 (0)30-8062- 13409
eugen.weschke(at)helmholtz-berlin.de

Dr. Enrico Schierle
Tel.: +49 (0)30-8062-15760
enrico.schierle(at)helmholtz-berlin.de

Dr. Antonia Rötger
Pressestelle
Tel.: +49 (0)30-8062-43733
Fax: +49 (0)30-8062-42998
antonia.roetger(at)helmholtz-berlin.de

Mikrosysteme / Materialien

Meldungen dazu

Bild: HZB

Neues Puzzleteil zum Verständnis von Hochtemperatursupraleitern

Forscher gewinnen aufregende Erkenntnisse über Ladungsordnungen in keramischen Materialien an BESSYs Beamline

Verknüpfte Einrichtungen

  • Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH, Elektronenspeicherring BESSY II
  • LinkedInmitteilen0
  • Facebookteilen0
  • WhatsAppteilen0
  • E-Mail
  • © WISTA Management GmbH
  • Impressum
  • Datenschutz
  • Barrierefreiheit
  • Kontakt
  • Karriere
  • Presse
  • Newsletter
  • Social-Media-Übersicht
  • Werbung
Mitglied bei:
Zukunftsorte Logo