Hochtemperatur-Supraleiter
selbst gebacken

1986 fanden Johannes Georg Bednorz und Karl Alexander Müller Keramiken, welche bei einer relativ hohen Temperatur (-180°C) supraleitend wurden. Ein Jahr später erhielten sie dafür schon den Nobelpreis und im selben Jahr gelang es uns mit Schulmitteln, einen solchen keramischen Supraleiter selbst herzustellen.

Wir fanden ein „Rezept“, wie man einen Yttriumbariumkupferoxid-Supraleiter herstellt und machten uns ans Werk:
Chemikalien besorgen - mischen - mörsern ... kein Problem!
Dann musste das Pulver unter hohem Druck zu einem Pellet gepresst werden. Ein durchbohrter Messingblock mit passgenauen Stempeln wurde dazu mit dem Pulver gefüllt, im Schraubstock gepresst und sicherheitshalber noch mit dem Auto überfahren.


Rhein-Lahn-Zeitung, Juli 1989

Das größere Problem war das Brennen der Keramik. Unter stetiger Sauerstoffzufuhr musste das Pellet in veschiedenen Temperaturstufen gebrannt werden. Wir benutzten den Brennofen der Künstler, montierten das Schauglas aus der Tür und leiteten durch das entstandene Loch über Kupferrohre reinen Sauerstoff in den Ofen auf die Keramikprobe. Leider verbrannte sofort das Kupferrohr unter der Kombination Hitze und Sauerstoff.
Wir waren etwas frustriert und fuhren nach Mainz an die Uni, um dort Hilfe zu suchen: Ja, die hatten nach dem selben Rezept die Supraleiter erfolgreich gebacken, benutzten aber spezielle hitzebeständige Quarzglasgeräte dafür - nein, diese sind sehr teuer und sie können uns keines abgeben! :-(

Nun begann ein längeres Forschen und Probieren, bis wir ein „Rezept“ entwickeln konnten, die Keramik zu brennen, ohne spezielle Quarzgläser zu benötigen. Dazu führten wir den Sauerstoff über die Kuperleitungen bei verschiedenen niedrigeren Temperaturstufen zu und erhöhten die Temperatur anschließend auf das benötigte Niveau ohne Sauerstoffzufuhr.

Da die Sprungtemperatur über dem Siedepunkt von Stickstoff liegt, konnten wir ebenfalls mit Schulmitteln leicht die Supraleitung mit dem Shielding-Effekt nachweisen: Bringt man einen Supraleiter in ein magnetisches Feld, so wird eine Strom induziert der dem magnetischen Feld entgegenwirkt. Der Supraleiter stößt sich daher vom Magneten ab. Im Supraleiter fließt dieser Strom verlustfrei und daher beliebig lange - er schwebt über dem Magneten bis er durch Erwärmung über die Sprungtemperatur seine Supraleitung verliert. Mit einer Thermos-Kaffeekanne fuhren wir zu einem Hautarzt und ließen uns aus seinem Dewargefäß flüssigen Stickstoff abfüllen.


Foto: Dr. Susanne Petra Schwenzer

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