Was sind Typ-II-Supraleiter?

Typ-II-Supraleiter gehören zu den Hochtemperatursupraleitern. Sie sind Materialien, die bei sehr niedrigen Temperaturen ihre elektrischen Eigenschaften verändern und somit keinen elektrischen Widerstand mehr aufweisen. Dies bedeutet, dass der Strom in einem Supraleiter ohne Verlust fließen kann. Typ-II-Supraleiter sind dadurch charakterisiert, dass sie bei höheren Magnetfeldern in den Normalzustand übergehen. Sie sind im Vergleich zu Typ-I-Supraleitern robuster und eignen sich daher besser für praktische Anwendungen.

Wie funktionieren Typ-II-Supraleiter?

Typ-II-Supraleiter bestehen aus Oxiden, die aus Elementen wie Kupfer, Sauerstoff und Lanthan bestehen. Bei sehr niedrigen Temperaturen werden die Elektronen in den Supraleiter gepresst und bilden ein gebundenes Paar. Diese Paare können sich frei im Supraleiter bewegen, ohne durch Störungen beeinträchtigt zu werden. Wenn ein Magnetfeld angelegt wird, kann es die Bewegung der gebundenen Paare einschränken und somit den Supraleiter in den Normalzustand versetzen. Typ-II-Supraleiter haben jedoch eine höhere kritische Magnetfeldstärke als Typ-I-Supraleiter, was bedeutet, dass sie bei höheren Magnetfeldern ihre supraleitenden Eigenschaften beibehalten.

Anwendungen von Typ-II-Supraleitern

Typ-II-Supraleiter haben vielfältige Anwendungen. Eines der bekanntesten Anwendungsgebiete ist die Magnetresonanztomographie (MRT), bei der starke Magnetfelder genutzt werden, um detaillierte Bilder des Körpers zu erzeugen. Typ-II-Supraleiter werden auch in der Energieversorgung eingesetzt, beispielsweise in Generatoren und Motoren, da sie einen sehr hohen Stromdichte aufnehmen können. Eine weitere Anwendung sind supraleitende Kabel, die aufgrund ihrer hohen Energieeffizienz und Kapazität in der Stromübertragung eingesetzt werden können.

Beispiel für einen Typ-II-Supraleiter

Ein Beispiel für einen Typ-II-Supraleiter ist das Yttrium-Barium-Kupferoxid (YBCO). YBCO ist ein Keramikmaterial, das bei sehr niedrigen Temperaturen supraleitend wird. Es hat eine hohe kritische Magnetfeldstärke und ist daher besonders geeignet für Anwendungen, bei denen starke Magnetfelder auftreten, wie z.B. in der Medizin oder der Energietechnologie. YBCO ist auch relativ preiswert und einfach herzustellen, was es zu einem vielversprechenden Material für zukünftige Anwendungen macht.