तत्व

Seit der Entdeckung der Hochtemperatur-Supraleiter durch Bednorz und Müller im Jahre 1986 wird weltweit an der Entwicklung von Anwendungen gearbeitet. Zunächst war die Forschung darauf konzentriert, immer neue Materialien mit höheren Sprungtemperaturen zu finden, was dazu führte, dass derzeit mehrere “Familien” von Hochtemperatur-Supraleitern bekannt sind, deren höchste Sprungtemperatur 155 K beträgt. Nach den ersten zehn Jahren intensiver Forschung sind für eine Vielzahl von Anwendungen der Hochtemperatur-Supraleiter hauptsächlich zwei der Familien wichtig: Zum einen das YBa2Cu3O7 (oder kurz YBCO) mit einer Sprungtemperatur Tc von 91 K, dessen Einheitszelle Kupfer-Sauerstoff-Ebenen und Ketten aufweist, und das (Pb,Bi)2Sr2Ca2Cu3O10 (Bi-2223) mit einer Sprungtemperatur von 110 K, das drei Kupfer-Sauerstoff-Ebenen aufweist und damit eine höhere intrinsische Anisotropie, die sich z.B. im Magnetfeld bemerkbar macht. Für die eigentlichen Anwendungen ist jedoch nicht nur die Sprungtemperatur von Interesse, sondern vor allem der Betrag der kritischen Stromdichte jc, d.h. der größtmöglichen Stromdichte, die ein Supraleiter noch verlustfrei transportieren kann. Aufgrund der Materialeigenschaften der Hochtemperatur-Supraleiter (die Hochtemperatur-Supraleiter sind oxidische Keramiken mit relativ komplizierten Kristallstrukturen) ergeben sich hier jedoch etliche Probleme.