Supraleitung

Supraleitung nennt man den Effekt dass bestimmte Stoffe bei Unterschreiten einer bestimmten Temperatur der Sprungtemperatur in einem abrupten Sprung ihren elektrischen Widerstand verlieren. Einen Stoff der einen supraleitenden hat nennt man Supraleiter . Aufgrund ihres verschwindenden Widerstandes kann sich Inneren eines Supraleiters kein elektrisches Feld ausbilden. Ein Magnetfeld würde sofort einen Kreisstrom induzieren der Inneren des Supraleiters ein entgegengesetztes Magnetfeld aufbaut. hebt das äußere Magnetfeld auf. Supraleitung ist immer mit der Verdrängung eines Magnetfeldes aus Inneren bei Abkühlung unter die (magnetfeldabängige) Sprungtemperatur (Meißner-Effekt).

Einteilung

Supraleiter werden in zwei Typen eingeteilt:

• Typ-I-Supraleiter: Sie verdrängen magnetische Feldlinien total ihrem Inneren. Die meisten metallischen Elemente sind vom Typ I und meist eine sehr niedrige Sprungtemperatur im Bereich Kelvin . Beispiele sind Niob Blei und Aluminium.
• Typ-II-Supraleiter: In ihrem Inneren befinden sich Bereiche die so genannten Flussschläuche durch die magnetische Feldlinien durch den Supraleiter laufen. Der magnetische Fluss in diesen Flussschläuchen beträgt immer ein Vielfaches des magnetischen Flussquants. Ein Beispiel für Supraleiter sind die so genannten Hochtemperatursupraleiter deren Kristallgitter durch Kupferoxid-Ebenen bestimmt ist. Zwei wichtige sind YBCO (Yttrium-Barium-Kupferoxide) und BSCCO (Wismut-Strontium-Kalzium-Kupferoxide).

Darüber hinaus finden der Josephson-Effekt und das SQUID vor allem in der Messtechnik Anwendungen.

Geschichte

Der Effekt der Supraleitung wurde erstmals 1911 vom Niederländer Heike Kamerlingh Onnes entdeckt. Er beobachtete dass Quecksilber unterhalb von 4 19 Kelvin sprungartig elektrischen Widerstand verlor. Obwohl die Quantenmechanik damals noch neu war postulierte er dass die Supraleitfähigkeit nur quantenmechanisch erklärt werden

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