Supraleitende Materialien müssen in der Regel weit heruntergekühlt oder unter hohen Druck gesetzt werden, um die supraleitende Eigenschaft zu nutzen. Ein Forscherteam der US-amerikanischen Universität Rochester im Bundesstaat New York hat eine Kombination von Stoffen entdeckt, bei denen die Supraleitung bei Raumtemperatur und unter geringerem Druck als bei ähnlichen Materialien auftritt.
Eine der Methoden, durch die Supraleitung möglich wird, besteht in der Bildung von Cooper-Paaren, also zwei gekoppelten Elektronen. Eine hochfrequente Schwingung im Kern der betreffenden Atome, auch Phonon genannt, hilft dabei. Dies ist bei leichten Atomkernen leichter zu erreichen, weshalb Wasserstoff verwendet wird. Um Stoffe mit Wasserstoff zu infundieren, kann man auch Druck einsetzen, was aber mehrere Gigapascal erfordert. Damit wird der Nachteil der niedrigen Temperatur von Halbleitern gegen einen enorm hohen Druck ausgetauscht.
Der in Nature veröffentlichte Artikel „Evidence of near-ambient superconductivity in an N-doped lutetium hydride“ beschreibt eine Substanz, die nach Zugabe von Wasserstoff die gewünschten Eigenschaften bei Raumtemperatur und geringerem Druck aufweist. Lutetium wird verwendet, weil dieses Element viele Elektronen für die Bildung von Cooper-Paaren zur Verfügung hat. Eine kleine Menge Stickstoff wurde verwendet, um die Substanz stabiler zu machen, was zu einem niedrigeren Druck führen sollte.
Schon vor den Messungen war klar, dass etwas mit dem Material geschah. Nach der Zugabe der beiden Gase färbte sich das Metall blau, aber unter Druck wurde es rosa. Bei einem noch höheren Druck verlor das Metall seine metallähnlichen Eigenschaften und wurde rot. Die Supraleitung trat bei einem Druck von 0,3 bis 3 Gigapascal auf. Die höchste kritische Temperatur, bei der noch Supraleitung möglich war, lag bei 294 K oder 21 Grad Celsius bei einem Druck von 1 Gigapascal.
