Computermodelle sollen neue Supraleiter erschaffen

Kabel: Neuer Supraleiter durch Simulation möglich. Bild: pixelio.de/Fotohiero

Forscher des Oak Ridge National Laboratory wollen durch die Kombination neuer elektronischer Strukturen Supraleiter erzeugen, die das Leiten von Elektrizität mit wenig oder keinem Widerstand bei höheren Temperaturen erlauben. Derzeit müssen kommerzielle Supraleiter noch aufwendig gekühlt werden, damit sie ihre Supraleiterkräfte zur Entfaltung bringen.

Ein Supercomputer hilft, die Spindynamik der Elektronen im eisenbasierten Material zu prognostizieren. Denn laut den Wissenschaftlern ist die Spindynamik ausschlaggebend dafür, dass die Bedingungen geschaffen werden, um Supraleiter-Materialien, deren elektrischer Widerstand beim Unterschreiten der sogenannten Sprungtemperatur abrupt auf Null fällt - zu erzeugen.

"Unsere computerbasierten Ergebnisse stehen im Einklang mit den experimentellen Ergebnissen. Und wir haben noch einige Prognosen für Materialien, die noch nicht gemessen wurden", so Gabriel Kotliar, einer der Forscher. Die Computersimulation ermöglicht ein besseres Verständnis über die Spindynamik und andere Verhaltensweisen bei unterschiedlichen Bedingungen - wie bei einer Temperaturveränderung.

Weitere Simulationen angedacht

"Beim Vergleich von Simulation und Experiment lernten wir, welche Art von Spin eine Supraleitung fördert", so Kotliar. In ihrem Modell verwendete das Team eine Technik, um die enorme Zahl der Interaktionen zwischen den Elektronen in einer Bauelementzelle zu analysieren. Die Experten entdeckten eine neue Elektronenanordnung, die supraleitend ist, eingebettet in einem Lithium-Eisen-Arsen-Stoff.

In Zukunft planen die Wissenschaftler die Spindynamik in anderen Supraleitern sowie in Nicht-Supraleitern zu simulieren, die sehr schwer im Experiment zu überprüfen sind - wie zum Beispiel bei radioaktiven Materialien. "Die Verwendung von Computern als Ersatz für Experimente ist ein wichtiger Schritt, um neue Materialien zu entwickeln", fasst Kotliar abschließend zusammen.

Quelle: www.pressetext.com/Christian Sec