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Heinrich-Düker-Preis 2014 für Sina Zapf

18. Juni 2014;

Sina ZapfDer Heinrich-Düker-Preis 2014 geht an Frau Dipl.-Phys. Sina Zapf vom 1. Physikalischen Institut der Universität Stuttgart. Der mit 1500 EUR dotierte Preis wird jährlich von der Heidehof Stiftung, der Trägerin des Kepler-Seminars, für die beste Darstellung des Forschungsthemas im Rahmen eines Vortrages vor Schülern vergeben.

Mit ihrem anschaulichen Vortrag mit dem Titel Supraleitung und Magnetismus: Sie hassen und sie lieben sich hat Frau Zapf die Schülerinnen und Schüler des Kepler-Seminars überzeugt.

Die umfassende Nutzung alternativer Energien bringt viele Herausforderungen mit sich. Bei deren Bewältigung könnten Supraleiter eine Schlüsselrolle spielen, da durch sie Strom vollkommen ohne Verluste transportiert oder auch gespeichert werden kann.

Die traditionellen Supraleiter, die seit 1911 bekannt sind, zeigen ihre idealleitenden Eigenschaften leider nur bei sehr niedrigen Temperaturen nahe des absoluten Nullpunkts (ca. -270°C bis -240°C). Erst 1986 wurde entdeckt, dass Keramiken auch bei sehr viel höheren Temperaturen supraleitend werden können. Diese Kupferoxide besitzen kritische Temperaturen, unterhalb derer sie idealleitend werden, von bis zu -135°C. Während der Mechanismus der konventionellen Supraleiter mittlerweile sehr gut verstanden ist, ist die Hochtemperatursupraleitung bis heute eines der großen Rätsel der Festkörperphysik. So ist es nicht möglich, gezielt Materialien mit möglichst hoher kritischer Temperatur herzustellen. [1]

Eine große Überraschung war deshalb vor 5 Jahren die Entdeckung von Hochtemperatursupraleitung in einer zweiten Materialklasse [2]. Dabei handelt es sich um die sogenannten Pniktide, die auf Eisen basieren und seitdem im Mittelpunkt der Forschung stehen. Besonders unerwartet war es, dass ausgerechnet eisenhaltige Verbindungen unkonventionelle Supraleitung zeigen können, da Supraleitung und Magnetismus eigentlich konkurrierende Phänomene sind: ein starkes Magnetfeld zerstört Supraleitung. Tatsächlich werden aber sowohl bei den Keramiken als auch den Pniktiden auffällige magnetische Eigenschaften gerade dann beobachtet, wenn Supraleitung einsetzt. Deshalb wird vermutet, dass paradoxerweise gerade der Magnetismus die wichtige Voraussetzung für Hochtemperatursupraleitung ist.

Das Verhältnis von (Hochtemperatur-)Supraleitung und Magnetismus besser zu verstehen ist nicht nur ein Ziel der Forschung am 1. Physikalischen Institut der Universität Stuttgart, sondern stand auch im Fokus des Vortrags von Sina Zapf im Rahmen des Kepler-Seminars. Mit ihrem Vortrag konnte sie den Heinrich-Düker-Preis 2014 gewinnen.

[1] W. Buckel und R. Kleiner: Supraleitung, Wiley-VCH, Berlin (2012)
[2] Y. Kamihara et al.: Iron-Based Layered Superconductor La[O1-xFx]FeAs (x = 0.05−0.12) with Tc = 26 K, Journal of the American Chemical Society 130, 3296 (2008)

Beitrag:
Dipl.-Phys. Sina Zapf vom 1. Physikalischen Institut der Universität Stuttgart
Dr. Kathrin Gallmeister, Fakultät Mathematik und Physik