Während gewöhnliche Supraleiter elektrischen Strom erst bei Temperaturen um minus 270 Grad Celsius widerstandsfrei leiten, leiten Hochtemperatursupraleiter “schon” unterhalb von 150 Grad Celsius verlustfrei. Mit einem Rastertunnelmikroskop hat jetzt ein Forscherteam um Seamus J.C. Davis von der Universität von Kalifornien in Berkeley herausgefunden, dass die Elektronen in Hochtemperatursupraleitern nebeneinander in zwei Zuständen existieren, die sich nicht miteinander vermischen. Die Physiker stellen ihre Entdeckung im Fachmagazin Nature (Bd. 415, Nr. 6870, S. 412) vor.
Bisher gingen einige Physiker davon aus, dass die so genannte “Pseudolückenphase” einen Übergangszustand zur eigentlichen Supraleitungsphase darstellt. Doch die Beobachtungen des Berkeleyer Teams deuten darauf hin, dass die Pseudolückenphase der Elektronen ein eigenständiger Materiezustand ist.
Um die Unterschiede zwischen den beiden Phasen zu untersuchen, verunreinigten die Physiker den Supraleiter mit einzelnen Nickelatomen. In der Supraleitungsphase konnten die Forscher daraufhin mit dem Rastertunnelmikroskop “Verunreinigungsresonanzen” beobachten. Gemäß dem bisherigen theoretischen Verständnis der Hochtemperatursupraleitung hätten sich in der Pseudolückenphase ähnliche Muster zeigen sollen. Doch hier tauchten keinerlei Resonanzen auf.
“Vielleicht werden wir eines Tages das reichhaltige Nanoleben der Elektronen in Hochtemperatursupraleitern auch zähmen und nutzen können”, kommentiert Jan Zaanen von der Universität Leiden dieses Phänomen.
Axel Tillemans
