Durchbruch bei Supraleitern: Neue Erkenntnisse zu H₃S und D₃S enthüllt
Agata Hübel
Durchbruch bei Supraleitern: Neue Erkenntnisse zu H₃S und D₃S enthüllt
Wissenschaftler haben neue Details über die supraleitenden Eigenschaften von Schwefelwasserstoff (H₃S) und Deuteriumsulfid (D₃S) enthüllt. Eine in Nature am 23. April 2025 veröffentlichte Studie offenbart die Größe ihrer supraleitenden Energielücken – entscheidende Messwerte, die erklären, wie sich Elektronen in diesen Materialien paaren. Die Erkenntnisse liefern direkte Belege für ihre Fähigkeit, Strom ohne Widerstand zu leiten.
Die Entdeckung der Supraleitung in H₃S im Jahr 2015 markierte einen bedeutenden Fortschritt auf dem Weg zur Raumtemperatur-Supraleitung. Nun haben Forscher dessen supraleitende Energielücke auf etwa 60 Millielektronenvolt (meV) bestimmt. Bei D₃S ist die Lücke mit rund 44 meV kleiner.
Das Team unter der Leitung von Feng Du, Vasily Minkov und dem verstorbenen Mikhail Eremets nutzte Hochdruck-Elektronentunnel-Spektroskopie, um diese Lücken nachzuweisen. Mit dieser Methode konnten die Wissenschaftler beobachten, wie sich Elektronen im supraleitenden Zustand verhalten. Der Unterschied in den Lückengrößen zwischen H₃S und D₃S stützt die These, dass Elektron-Phonon-Wechselwirkungen – bei denen sich Elektronen aufgrund von Schwingungen im Kristallgitter paaren – die Supraleitung in diesen Materialien antreiben.
Supraleiter wie H₃S und D₃S bergen großes Potenzial für die Revolutionierung von Energietechnologien. Ohne elektrischen Widerstand könnten sie die Stromübertragung, -speicherung und sogar Magnetschwebesysteme verbessern. Das Verständnis ihrer Energielücken bringt die Wissenschaftler der Nutzung dieser Eigenschaften bei praktischen Temperaturen einen Schritt näher.
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Die Studie bestätigt die supraleitenden Energielücken in H₃S und D₃S und liefert klarere Beweise für ihre Elektronenpaarungsmechanismen. Diese Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung der Elektron-Phonon-Kopplung für die Hochtemperatur-Supraleitung. Die Erkenntnisse könnten künftige Forschungen an Materialien leiten, die effizient unter Alltagsbedingungen funktionieren.
