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Wie schnell entsteht Supraleitung?

21.01.2000 - (idw) Forschungsverbund Berlin e.V.

Physiker aus dem Berliner Max-Born-Institut mit neuen Ergebnissen der Ultrakurzzeitspektroskopie an Hochtemperatursupraleitern.
Beitrag heute (21.1.2000) in Science

Die Eigenschaften der vor ca. 15 Jahren entdeckten Hochtemperatursupraleiter sind erst teilweise verstanden und deshalb Gegenstand intensiver Forschung in der Festkörperphysik. Eine zentrale Frage ist die Aufklärung des mikroskopischen Mechanismus, der zur Supra-leitung, d.h. zum Verschwinden des elektrischen Widerstandes (verlustfreier Stromtransport) bei Temperaturen um minus 175 °C (100 K) führt. Unterhalb dieser Temperatur bildet sich ein sogenanntes supraleitendes Kondensat, das aus Paaren gekoppelter Ladungsträger besteht und maßgeblich die elektrischen und optischen Eigenschaften der Materialien bestimmt. Ultrakurzzeitexperimente im infraroten Wellenlängenbereich zwischen 7 und 20 µm, die am Max-Born-Institut in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern der Universitäten Oxford und Belfast durchgeführt wurden, geben neue Einblicke in das Kopplungsverhalten der Ladungsträger (Science Vol. 287, S. 470-473, 21 January 2000).

In den Experimenten wurde durch optische Anregung das supraleitende Kondensat zerstört und seine Wiederentstehung direkt zeitaufgelöst verfolgt. Es zeigt sich, dass sich das Kondensat innerhalb weniger Pikosekunden wieder bildet (1 Pikosekunde ist das Millionstel von einem Millionstel einer Sekunde). Durch zeitaufgelöste Messungen über einen breiten Temperaturbereich bei verschiedenen Ladunsgträgerkonzentrationen kann ein direkter Bezug zu Ergebnissen hergestellt werden, die durch stationäre Neutronenstreuung gewonnen wurden.
Damit kann eine starke Kopplung zwischen der Ladung und dem Spin, d. h. dem Eigendrehimpuls der Elektronen, nachgewiesen werden. Die zeitaufgelösten Experimente zeigen einen Zusammenhang zwischen dieser Kopplung und der Supraleitung.

Weitere Informationen: Dr. Michael Wörner, Tel. 030 6392 1470,
email: woerner@mbi-berlin.de
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