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Strom, wechsle Dich!

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Strom, wechsle Dich!
Physiker in Japan haben ein organisches Salz entwickelt, das einen Gleichstrom in einen Wechselstrom umwandeln kann. Der Salzkristall gleicht somit in seiner Funktion einem elektronischen Thyristor aus mehreren Dioden. Neben Anwendungen in der Elektronik kann der Kristall auch zur Untersuchung von Nicht-Gleichgewichtsphänomenen eingesetzt werden, glauben die Forscher.

Wenn ein Gleichstrom durch das von Ichiro Terasaki und seinen Kollegen von der Waseda Universität hergestellte Kristall fließt, so verändert sich dessen elektrische Leitfähigkeit. Dadurch nimmt die Größe des Stroms nicht nur zu, vielmehr wird er zusätzlich mit einer Frequenz von etwa 40 Hertz moduliert (der gewöhnlich verwendete Wechselstrom besitzt eine Frequenz von 50 Hertz).

Der Kristall selbst besteht aus sich abwechselnden Schichten eines Leiters und eines Isolators. Bei niedrigen Temperaturen ordnen sich die Leitungselektronen des Kristalls in einer von dessen Struktur festgelegten Weise an, so dass die Leitfähigkeit stark herabgesetzt wird. Diese starre Ladungsordnung kann dann durch das Anlegen eines Gleichstroms zerstört werden.

Terasaki vergleicht diesen Vorgang mit dem Schmelzen von Eis ? nur dass durch die räumliche Struktur des Kristalls der Stromfluss zusätzlich zeitlich moduliert wird, so dass ein Wechselstrom entsteht. Neben möglichen Anwendungen in der Elektronik kann der Kristall auch als ein gutes Modellsystem für thermodynamische Untersuchungen dienen, so die Forscher.

Bevor ein derartiger Kristall allerdings in der Elektrotechnik eingesetzt werden kann, ist noch eine ganze Menge Forschungsarbeit nötig. Zum einen büßt der Kristall seine Funktionsfähigkeit bei Raumtemperatur ein. Zum andere ist auch sein Aufbau sehr kompliziert. Terasaki hofft daher, einen nichtorganischen Ersatzstoff mit der gleichen Funktionsweise zu finden.

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Nature, Band 437 Seite 522

Stefan Maier
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