Supraleitende Materialien

Im Forschungsthema Supraleitende Materialien untersuchen wir anwendungsrelevante Supraleiter, vorwiegend in Form dünner Schichten, hinsichtlich optimaler Herstellungsmethoden, Verbesserungen ihrer elektrischen Transporteigenschaften und möglichen Anwendungen. Die Arbeiten gliedern sich in drei Forschungsschwerpunkte, die miteinander verknüpft sind und aufeinander aufbauen:

Dünnschichtdeposition: Das Wachstum von Schichten und Schichtsystemen neuartiger und etablierter Supraleiter wird grundlegend untersucht und für hochqualitative Proben (hinsichtlich Mikrostruktur und Supraleitung) optimiert. Hierbei kommen vor allem die gepulste Laserdeposition (PLD) sowie die chemische Lösungsabscheidung (CSD) zum Einsatz.

Struktur-Eigenschaftsbeziehungen: Materialparameter und Struktur-Eigenschaftsbeziehungen neuer, vor allem anwendungsrelevanter Supraleiter werden im Detail untersucht. Vielversprechende Supraleiter werden im Hinblick auf Anwendungen in der Energietechnik für bestimmte Anwendungsfelder maßgeschneidert und optimiert. Dabei wird insbesondere der Kenntnisstand zum anisotropen Pinningverhalten von Schichtsystemen unkonventioneller Supraleiter und ihrer Nanokomposite als auch zur Pinninglandschaft in Tieftemperatursupraleitern (z.B. Nb₃Sn) mit dem Ziel erweitert, die optimale Mikrostruktur für eine Anwendung einstellen zu können und dabei mögliche neue Rekordwerte in Pinningkraft und kritischer Stromdichte zu erzielen bzw. fundamentale Grenzen zu erreichen. 

Transportphänomene: Das Verhalten der Vortex-Materie in anisotropen, unkonventionellen Supraleitern wird in einem großen Temperatur-Magnetfeld-Orientierungs-Parameterraum grundlegend untersucht. Hier arbeiten wir eng mit internationalen Synthese- und Hochfeldlaboren zusammen. Kommerzielle Bandleiter werden im anwendungsrelevanten Parameterbereich elektrisch charakterisiert, bevor sie in Experimenten und Entwicklungen zu Energietechnischen und Magnetspulenanwendungen verwendet werden.