0 Ω aber kein Supraleiter?

11. Dezember 2013, 00:00 Uhr
0 Ω aber kein Supraleiter?
0 Ω aber kein Supraleiter?
Die im Bereich Theoretische Physik tätigen Wissenschaftler Shoucheng Zhang und Kollegen von der Stanford University (USA) beschreiben, dass ein neuartiges Material mit der Bezeichnung „Stanene“, das aus einer nur ein Atom dicken Zinnschicht besteht, schon bei Raumtemperatur  Eigenschaften wie ein Supraleiter aufweisen würde.
 
Stanene ist ein ganz spezieller topologischer Isolator, bei dem der Materialkörper selbst isoliert, aber die Oberflächen und Kanten elektrischen Strom leiten. Wenn sich Elektronen über die Oberflächen und entlang der Kanten bewegen, passen sich die Achsen ihres Spins der Bewegungs- bzw. Flussrichtung an. Dieser Effekt ist als Quanten-Spin-Hall-Zustand bekannt und bedeutet, dass sich die Bewegungsrichtung der Elektronen nicht sehr leicht umkehren kann. In normalen Leitern werden Elektronen an Unreinheiten gestreut und verlieren dabei Energie.
 
Auch wenn Stanene genau wie Supraleiter einen Widerstand von 0 Ω erreichen kann, betont Zhang, dass es sich bei Stanene um keinen Supraleiter handelt. Obwohl nämlich die Kanten von Stanene tatsächlich keinen Widerstand für Elektronen bieten, ergibt sich an der Kontaktstelle mit normalen Leitern ein Übergangswiderstand. In Supraleitern bewegen sich Elektronen nämlich in Paaren, was den Kontaktwiderstand eliminiert, sodass der Übergangswiderstand von normalen Leitern mit Supraleitern ebenfalls eliminiert wird.
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