Supraleitung

Den Effekt, dass bestimmte Stoffe bei Unterschreiten einer bestimmten Temperatur, der Sprungtemperatur, in einem abrupten Sprung ihren elektrischen Widerstand verlieren, nennt man Supraleitung. Einen Stoff, der einen supraleitenden Zustand hat, nennt man Supraleiter. Aufgrund ihres verschwindenden Widerstandes kann sich im Inneren eines Supraleiters kein elektrisches Feld ausbilden. Ein Magnetfeld würde sofort einen Kreisstrom induzieren, der im Inneren des Supraleiters ein entgegengesetztes Magnetfeld aufbaut. Dieses hebt das äußere Magnetfeld auf (Meißner-Effekt).

Supraleiter werden in zwei Typen eingeteilt:

• Typ-I-Supraleiter: Sie verdrängen magnetische Feldlinien total aus ihrem Inneren. Ihre Vertreter sind meist Metalle und haben meist eine sehr niedrige Sprungtemperatur im Bereich einzelner Kelvin. Beispiele sind Niob, Blei und Aluminium.
• Typ-II-Supraleiter: In ihrem Inneren befinden sich normalleitende Bereiche, die sogenannten Flußschläuche, durch die magnetische Feldlinien durch den Supraleiter laufen. Der magnetische Fluß in diesen Flußschläuchen beträgt immer ein ganzzahliges Vielfaches des magnetischen Flußquants. Ihre Vertreter sind meist sehr komplizierte Kristalle, die Kupferoxid-Schichten enthalten. Zwei wichtige Gruppen sind YBCO (Yttrium-Barium-Kupferoxide) und BISCO (Wismut-Strontium-Kalzium-Kupferoxide).

Manche Vertreter ihrer Stoffgruppen haben Sprungtemperaturen über 77 Kelvin (-196 Grad Celsius), dem Siedepunkt von Stickstoff und können daher relativ billig mit flüssigem Stickstoff in den supraleitenden Zustand gebracht werden. Diese Supraleiter nennt man Hochtemperatursupraleiter.

Darüberhinaus finden der Josephson-Effekt und das Squid vor allem in der Meßtechnik Anwendungen.