Zweierlei Verhaltensweisen bei Werkstoffen
Landaus Theorie der Fermi-Flüssigkeit wird verwendet, um den Zustand von Metallen bei geringen Temperaturen zu beschreiben. Sie basiert auf dem Konzept unabhängiger Teilchen. Wenn es jedoch starke Wechselwirkungen zwischen den Teilchen gibt, trifft diese Theorie nicht mehr ganz zu, und man braucht neue Konzepte. Beispielsweise kann externer Druck Teilchen wie Elektronen dichter zusammendrücken und so starke Wechselwirkungen auslösen, die zu neuen Strukturen führen. Um das Mehrkörper-Verhalten von Elektronen in Festkörpern zu erklären, wurde das EU-finanzierte Projekt "Electronic instabilities in clean materials with strong correlations" (EICMSC) ins Leben gerufen. Hochdruckforschung wurde betrieben, um Werkstoffe wie Nickelsulfid (NiS2), Cer-Platin-Indium (CePt2In7) und Lanthan-Silber-Antimon (LaAgSb2) abzustimmen. Die Projektmitglieder entwickelten neuartige gemusterte Druckzellen mit integrierten Spuren, um elektrische Messungen durchzuführen, wenn auf Proben im Zellinnern Hochdruck angewandt wird. Fokussierte Ionenstrahl-Methoden wurden entwickelt, um Proben zu entnehmen, die kleiner als 100 Mikrometer sind. Der Nichtleiter NiS2 wurde getestet, da dieser magnetisch instabil ist und sich unter Hochdruck zu einem Metall transformiert. Röntgenstreuung und Hochdruckmessungen des elektrischen Widerstands trugen dazu bei, die Veränderungen der elektronischen Strukturen bei Druckanwendung zu analysieren. CePt2In7 ordnet sich bei geringen Temperaturen magnetisch an, wird jedoch Hochdruck angewandt, so nimmt es einen supraleitenden Grundzustand an. Supraleitfähigkeit ist ein Zustand, bei dem Elektrizität ohne Energieverlust übertragen wird. LaAgSb2 ähnelt CePt2In7, nimmt jedoch bei geringen Temperaturen einen ladungsanordnenden Zustand an. Die Forscher führten umfassende Messungen des elektrischen Widerstands und der elektronischen Struktur durch, wie zum Beispiel die Quantenschwingungstechnik, um auf Supraleitfähigkeit unter Hochdruck zu testen. Die Aktivitäten im Projekt haben deutliche Wirkung erzielt und die Veränderung der elektronischen Struktur ausgewählter Werkstoffe unter Anwendung von Hochdruck erklärt. Dies wird weitreichende Anwendung in den Bereichen Verkehr, Elektronik und Kommunikation, Energie und EDV finden.
