Arten von Supraleitern  | Typ I und Typ II

Einleitung zu Supraleitern

Supraleiter sind Materialien, die unterhalb einer bestimmten Temperatur, bekannt als die kritische Temperatur oder Tc, Strom ohne Widerstand leiten können. Dies ermöglicht die Übertragung von elektrischem Strom ohne Energieverlust, was sie für eine Vielzahl von Anwendungen in Bereichen wie Energieerzeugung, medizinische Bildgebung und Transportwesen sehr nützlich macht. Die Herausforderung bei der Supraleitung liegt jedoch darin, dass sie niedrige Temperaturen erfordert, was für einige Anwendungen teuer und unpraktisch sein kann. Dennoch forschen Wissenschaftler kontinuierlich an neuen Materialien, die Supraleitung bei höheren Temperaturen zeigen, was in Zukunft zu praktischeren und weit verbreiteten Anwendungen führen könnte.

Typen von Supraleitern

Supraleiter lassen sich in zwei Haupttypen einteilen:

  • Type I Supraleiter: Diese haben ein einziges kritisches Magnetfeld, unterhalb dessen sie perfekte Leitfähigkeit aufweisen, und oberhalb dessen sie ihre supraleitenden Eigenschaften abrupt verlieren. Sie werden auch als „weiche“ Supraleiter bezeichnet. Beispiele hierfür sind Quecksilber (Hg), Blei (Pb) und Zinn (Sn).
  • Type II Supraleiter: Diese weisen zwei kritische Magnetfelder auf, zwischen denen sie einen gemischten Zustand zeigen, in dem nur Teile des Materials supraleitend sind. Sie werden auch als „harte“ Supraleiter bezeichnet. Beispiele sind Niob-Titan (NbTi), Niob-Zinn (Nb3Sn) und YBCO (Yttrium-Barium-Kupferoxid).

Type II Supraleiter werden aufgrund ihrer Fähigkeit, bei höheren Magnetfeldern und Temperaturen zu arbeiten, sowie ihrer Eigenschaft, supraleitend zu bleiben, auch in starken Magnetfeldern, häufiger in praktischen Anwendungen eingesetzt. Dies ist essentiell für Anwendungen wie MRT-Geräte und Teilchenbeschleuniger.

Unkonventionelle Supraleiter

Neben diesen beiden Haupttypen gibt es auch unkonventionelle Supraleiter, die nicht in die konventionelle BCS-Theorie (Bardeen-Cooper-Schrieffer) der Supraleitung passen. Dazu gehören Hochtemperatur-Supraleiter und Schwerfermionen-Supraleiter.

Supraleiter – Materialien

Im Folgenden eine Tabelle mit 10 Supraleitern und ihren wichtigsten Merkmalen:

Supraleiter Chemische Formel Typ Kritische Temperatur (K) Kritisches Magnetfeld (T)
Zinn (Sn) Sn Type I 3.72 0.005
Blei (Pb) Pb Type I 7.19 0.015
Quecksilber (Hg) Hg Type I 4.15 0.091
Niob-Titan (NbTi) NbTi Type II 10.4 12.5
Niob-Zinn (Nb3Sn) Nb3Sn Type II 18.1 25
YBCO YBa2Cu3O7-x Type II 92 0.2

Schlussfolgerung

Die Forschung und Entwicklung neuer Supraleiter bleibt ein spannendes und dynamisches Feld, das das Potenzial hat, unsere Art, Energie zu nutzen und elektrische Systeme zu gestalten, grundlegend zu verändern. Die fortschreitende Entdeckung von Materialien mit höheren kritischen Temperaturen verspricht, die Anwendung von Supraleitern in einer breiteren Palette von Technologien zu ermöglichen und somit einen bedeutenden Einfluss auf verschiedene Industrien und Alltagstechnologien zu haben.

Types of Superconductors 

header - logo

The primary purpose of this project is to help the public to learn some exciting and important information about electricity and magnetism.

Privacy Policy

Our Website follows all legal requirements to protect your privacy. Visit our Privacy Policy page.

The Cookies Statement is part of our Privacy Policy.

Editorial note

The information contained on this website is for general information purposes only. This website does not use any proprietary data. Visit our Editorial note.

Copyright Notice

It’s simple:

1) You may use almost everything for non-commercial and educational use.

2) You may not distribute or commercially exploit the content, especially on another website.