Sprungtemperatur von Lanthan höher als angenommen

Supraleiter können elektrischen Strom ohne jeglichen Energieverlust leiten. Materialien mit dieser Fähigkeit müssen aufwendig gekühlt werden, denn der Effekt setzt erst unterhalb einer charakteristischen Temperatur ein, die meist erheblich tiefer liegt als die Raumtemperatur. Wissenschaftler um Peter Löptien von der Universität Hamburg untersuchten nun diese sogenannte Sprungtemperatur bei dem Element Lanthan – und zwar in seiner reinen Form. Der gemessene Wert fällt deutlich höher aus, als in Lehrbüchern angegeben, so die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift „Journal of Physics: Condensed Matter“.

Beinaha runde Flecken verschiedener Farbe und Größe auf einer schraffierten Unterlage

Löptien und seine Kollegen ließen Lanthanfilme auf einer Unterlage aus Wolfram wachsen und kontrollierten die Reinheit während der Herstellung mit einem Rastertunnelmikroskop. Die Werte der Übergangstemperatur zum supraleitenden Zustand hingen wesentlich mit der Reinheit des Lanthans zusammen: Die saubersten unter den gezüchteten Lanthanproben wiesen eine um vierzig Prozent höhere Sprungtemperatur auf als bisher angenommen. An verunreinigten Proben konnten die Forscher dann auch den Literaturwert von minus 268 Grad Celsius für die stabile Kristallstruktur reproduzieren.

Dieses Ergebnis ist von großer Bedeutung für ein besseres Verständnis des Phänomens der Supraleitung und deren Anwendung in Supraleiterbauelementen mit Größen im Nanometerbereich.