Supraleiter bei Zimmertemperatur
Forscher der Washington State University haben durch Zufall die elektrische Leitfähigkeit von Kristallen um ein Vielfaches erhöhen können. Versehentlich wurde der Kristall einfachem Licht ausgesetzt, was zu einer 400-fach höheren Leitfähigkeit führte. In Zukunft könnte auf diese Weise die Leitfähigkeit von Computerchips drastisch verbessert werden.
Verantwortlich für die Entdeckung zeichnet Doktorandin Marianne Tarun, das verwendete Material ist Strontium-Titanat. Während einer Testreihe wurde der besagte Kristall zufällig dem Sonnenlicht ausgesetzt, was die Leitfähigkeit deutlich verbesserte. Anfangs war das Team noch unschlüssig über den Ursprung des drastischen Anstiegs und spekulierte, dass es sich um eine Verunreinigung im Kristall handeln müsse. Weitere Tests ergaben dann allerdings, dass die Bestrahlung mit Licht den Effekt auslöst.
Das hier beobachtete Phänomen, permanente Photoleitfähigkeit genannt, bietet zwar bei Weitem nicht die Eigenschaften von Supraleitern, die gar keinen elektrischen Widerstand mehr aufbauen, doch dafür kann Photoleitfähigkeit bei Zimmertemperatur erzielt werden. Supraleiter hingegen funktionieren nur bei Temperaturen um den absoluten Gefrierpunkt ? ein klarer Praxisvorteil für Photoleitfähigkeit.
Die Funktionsweise des Effekts und mögliche praktische Anwendungen
Matthew McCluskey, der Vorsitzende der Physik-Abteilung der Washington State University kommentierte die wissenschaftliche Erkenntnis folgendermaßen: „Die Entdeckung dieses Effekts bei Zimmertemperatur eröffnet neue Möglichkeiten für den Praxisgebrauch. Bei der herkömmlichen Speicherung von Computerdaten werden die Informationen auf der Oberfläche eines Computerchips oder einer Festplatte abgelegt. Wenn jedoch ein Element mit permanenter Photoleitfähigkeit eingesetzt wird, kann dafür das gesamte Volumen des Kristalls hergenommen werden.“
„Diese Vorgehensweise“, so McCluskey weiter, „trägt den Namen holographische Erinnerung und könnte dazu führen, dass sich die möglichen Informations-Kapazitäten drastisch erhöhen.“ Strontium-Titanat und weitere Oxide, die Sauerstoff und mindestens zwei weitere Elemente enthalten, machen eine ganze Reihe elektronischer Phänomene möglich, darunter exzellente Isoliereigenschaften oder eben die für Supraleitfähigkeit notwendige Abwesenheit elektrischen Widerstands.
Momentan jedoch ist der praktische Nutzen noch begrenzt, die Möglichkeiten befinden sich im wissenschaftlichen Entwicklungsstadium. In einem weiteren Versuch mit Strontium-Titanat an der Washington State University wurde eine Probe für zehn Minuten dem Licht ausgesetzt. Die dadurch erhöhte Leitfähigkeit, basierend auf den durch das Licht befreiten Elektronen und die somit mögliche Erhöhung des Datenflusses in dem Material, hielt mehrere Tage lang an.
Die genauen Ergebnisse der durch die National Science Foundation finanzierten Untersuchungen werden noch diesen Monat in der Zeitschrift Physical Review Letters veröffentlicht.
Bild-Quellen: weltderphysik.de
Text-Quellen: itechpost.com
Marisa Nipatsiripol am Montag, 18.11.2013 17:52 Uhr
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