Forscher der schwedischen Chalmers University of Technology haben ein neues Design für supraleitende Materialien entwickelt, das ein zentrales Hindernis überwindet: Supraleitung bei höheren Temperaturen und unter starken Magnetfeldern zu betreiben. Dieser Durchbruch ebnet den Weg für energieeffizientere Elektronik und Quantentechnologien.
Derzeit verbrauchen digitale Geräte, Rechenzentren und IKT-Netzwerke etwa 6 % bis 12 % des weltweiten Stromverbrauchs. Supraleitende Materialien, die Strom ohne Energieverlust leiten können, gelten als potenzielle Lösung für eine höhere Energieeffizienz, aber ihre praktische Anwendung wird durch zu niedrige Temperaturen und Störungen durch Magnetfelder erschwert.
Das Team von Chalmers nutzte kupferoxidbasierte Materialien und verstärkte die supraleitenden Eigenschaften durch nanoskopische Anpassungen der Substratoberfläche. Prof. Floriana Lombardi, Professorin für Quantengerätephysik, erklärt: „Indem wir die Oberfläche formen, auf der der Supraleiter sitzt, können wir Supraleitung bei höheren Temperaturen als je zuvor induzieren. Wir haben auch festgestellt, dass das Material seine supraleitenden Eigenschaften selbst bei starken Magnetfeldern beibehält.“
Forscher Erik Wahlberg vom schwedischen RISE-Institut fügt hinzu: „Weil die Atome im Substrat in einem bestimmten Muster angeordnet sind, können sie ‚lenken‘, wie sich die Atome in der supraleitenden Schicht anordnen. Durch Veränderung des Oberflächendesigns des Substrats konnten wir die supraleitenden Eigenschaften beeinflussen und sicherstellen, dass sie bei höheren Temperaturen und unter angelegten starken Magnetfeldern erhalten bleiben.“
Dieser Fortschritt eröffnet neue Möglichkeiten für den Einsatz supraleitender Materialien in energieeffizienter Elektronik, Quantenkomponenten und Hochfeldtechnologien. Lombardi betont: „Dies zeigt, dass winzige Veränderungen im Nanomaßstab entscheidende Auswirkungen haben können und möglicherweise das volle Potenzial der Supraleitung in zukünftigen elektronischen Geräten freisetzen könnten.“
Publikationsdetails: Autor: Lovisa Håkansson, Chalmers University of Technology; Titel: „Superconductor advancement could unlock ultra-energy-efficient electronics“; veröffentlicht in: „Nature Communications“ (2026); DOI: 10.1038/s41467-025-67500-2
