Ein Forschungsteam der Pennsylvania State University in den USA hat eine innovative theoretische Methode entwickelt, um das Verhalten supraleitender Materialien bei höheren Temperaturen vorherzusagen. Diese in Superconducting Science and Technology veröffentlichte Forschung liefert neue Erkenntnisse zur Entdeckung von Raumtemperatur-Supraleitern.

Das Team von Professor Liu Zikui vom Institut für Materialwissenschaft und Werkstofftechnik hat die Dichtefunktionaltheorie mit der Entropietheorie kombiniert, um ein neues Modell zur Vorhersage supraleitender Eigenschaften zu entwickeln. Professor Liu erklärte: „Wir erklären nicht nur bekannte Phänomene, sondern liefern auch ein theoretisches Werkzeug zur Entdeckung völlig neuer Materialien.“ Mit dieser Methode konnte das Supraleitungspotenzial herkömmlicher nicht-supraleitender Materialien wie Kupfer und Silber bei extrem niedrigen Temperaturen erfolgreich vorhergesagt werden.

Die Forschung durchbricht die Grenzen der traditionellen BCS-Theorie und enthüllt den einzigartigen Mechanismus der Elektronenbewegung in Hochtemperatur-Supraleitern. Professor Liu verglich dies mit dem Bau einer schwimmenden Brücke über turbulente Gewässer. Die einzigartige Atomstruktur gewährleistet den reibungslosen Elektronenfluss. Das Team plant, eine Datenbank mit fünf Millionen Materialien zu nutzen, um nach Kandidatenmaterialien mit noch höheren Sprungtemperaturen zu suchen.

Das Forschungsteam arbeitet derzeit mit experimentellen Wissenschaftlern zusammen, um seine Vorhersagen zu überprüfen. Professor Liu bemerkte: „Wenn Supraleiter bei Raumtemperatur entdeckt werden, wird dies einen revolutionären Einfluss auf Energie- und Technologiesysteme haben.“

Weitere Informationen: Zi-Kui Liu et al., Revealing Symmetry-Broken Superconducting Structures Using Density Functional Theory, Superconducting Science and Technology (2025). Zeitschrifteninformationen: Superconducting Science and Technology