Ein neuartiger Supraleiter, Platin-Bismut-Zwei (PtBi₂), weist laut einer am 26. Dezember 2025 von der Technischen Universität Dresden veröffentlichten Studie unkonventionelle supraleitende Eigenschaften auf, die etablierte physikalische Prinzipien in Frage stellen. Das Material, ein glänzender grauer Kristall, zeigt Supraleitfähigkeit ausschließlich auf seinen äußeren Oberflächen, wo Elektronen widerstandslos fließen, während sein Inneres ein normales Metall bleibt. Dieses Verhalten weicht von herkömmlichen Supraleitern ab, bei denen das gesamte Material in einen supraleitenden Zustand übergeht.
Darüber hinaus folgt die Elektronenpaarung auf der Oberfläche einem beispiellosen Muster, das bekannten Regeln der Supraleitfähigkeit widerspricht. Forscher beobachteten sechs Richtungen, in denen sich Elektronen nicht paaren können, was PtBi₂ unter Supraleitern einzigartig macht. "Etwas Unerwartetes geschieht im Inneren von Platin-Bismut-Zwei", erklärte Jochen Thamm von der Technischen Universität Dresden und hob die Anomalie hervor.
Supraleitfähigkeit, die Fähigkeit bestimmter Materialien, Elektrizität unterhalb einer kritischen Temperatur widerstandslos zu leiten, ist aufgrund ihres Potenzials, die Energieübertragung, den Transport und das Rechnen zu revolutionieren, Gegenstand intensiver Forschung. Konventionelle Supraleiter folgen der Bardeen-Cooper-Schrieffer-Theorie (BCS-Theorie), die Supraleitfähigkeit als die Bildung von Cooper-Paaren erklärt, bei denen sich Elektronen aufgrund von Wechselwirkungen mit dem Kristallgitter verbinden. Das Verhalten von PtBi₂ deutet jedoch auf einen anderen Mechanismus hin.
Die Entdeckung unkonventioneller Supraleiter wie PtBi₂ könnte erhebliche Auswirkungen auf technologische Fortschritte haben. Widerstandslose Stromübertragung könnte den Energieverlust drastisch reduzieren, während effizientere supraleitende Magnete die medizinische Bildgebung und Teilchenbeschleuniger verbessern könnten. Die einzigartige Elektronenpaarung in PtBi₂ könnte auch neue Ansätze für das Quantencomputing inspirieren und potenziell zu stabileren und leistungsfähigeren Qubits führen.
Das Forschungsteam untersucht derzeit die zugrunde liegenden Mechanismen, die für die ungewöhnliche Supraleitfähigkeit in PtBi₂ verantwortlich sind. Sie verwenden fortschrittliche spektroskopische Techniken, um die elektronische Struktur des Materials zu untersuchen und zu verstehen, wie die Oberflächensupraleitfähigkeit entsteht. Weitere Studien sind geplant, um das Potenzial von PtBi₂ in verschiedenen Anwendungen zu untersuchen, darunter hochempfindliche Sensoren und neuartige elektronische Geräte. Die Ergebnisse könnten den Weg für die Entwicklung neuer Materialien mit maßgeschneiderten supraleitenden Eigenschaften ebnen und die Verwirklichung einer Zukunft beschleunigen, die von verlustfreier Energieübertragung und fortschrittlichen Quantentechnologien angetrieben wird.
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