Überprüfung von Theorien zur Supraleitfähigkeit mit Nanomaterialien
Die Supraleitfähigkeit, die sich in widerstandsloser elektrischer Leitfähigkeit und der Verdrängung magnetischer Felder äußert, wurde vor über 100 Jahren entdeckt. Seitdem wurden viele Erklärungsansätze entwickelt, um dieses einzigartige quantenmechanische Phänomen zu beschreiben. Mit kürzlich entdeckten, künstlich hergestellten Materialien wird es jetzt möglich, diese Theorien zu überprüfen und ein tieferes Verständnis der Supraleitfähigkeit zu erlangen. Im vor kurzem abgeschlossenen Projekt SIMTECH (New century of superconductivity: Ideas, materials, technologies) kamen renommierte Experten und junge Forscher aus Frankreich, Italien, Russland und der Ukraine zusammen. Das Hauptziel von SIMTECH bestand in der Erforschung und Optimierung der Mechanismen der Supraleitfähigkeit bei neuartigen Systemen und Materialien. Das Projekt war auch darauf ausgerichtet, neue supraleitende Nanosysteme mit hoher kritischer Temperatur zu erstellen, sie zu untersuchen und neue Diagnoseverfahren zur Charakterisierung der (Pseudo-)Lückenzustandseigenschaften zu entwickeln. Die Wissenschaftler von SIMTECH entwickelten eine allgemeine Theorie der Quanten- und thermischen Fluktuationen in Supraleitern und wendeten sie zur Charakterisierung neuartiger Supraleiter an. Die theoretische Arbeit umfasste zudem die Theorie künstlicher Netzwerke supraleitender Nanokörner und die Theorie hybrider supraleitender ferromagnetischer Systeme. Die Projektforscher erstellten einen neuen thermodynamischen Ansatz zur Beschreibung des thermischen, thermoelektrischen und thermomagnetischen Transports in kondensierter Materie. Sie nutzten eine einzigartige Methode zur Beschreibung der Quanten- und thermischen Fluktuationen in Supraleitern. Die Wissenschaftler führten umfassende Untersuchungen der Bandstruktur und der anomalen elektrophysikalischen, magneto-optischen, thermoelektrischen und Thermospin-Eigenschaften von glattem und mehrschichtigem Graphen sowie von Graphen mit Lücken durch. Indem sie neue Entwicklungen bei der Supraleitfähigkeit in über 150 Publikationen beschrieben, demonstrierten die SIMTECH-Forscher die Erfolge und die Schönheit der modernen Wissenschaft und wie wichtig es ist, sie international zu organisieren.
