Entwicklung eines mikroskopischen Modells für eisenbasierte Hochtemperatur-Supraleiter ausgehend von lokalen Kristalleigenschaften

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Die ersten Hochtemperatur-Supraleiter wurden vor rund zwanzig Jahren entdeckt. Es handelte sich um kompliziert aufgebaute Substanzen auf Kupfer-Basis, die bei hinreichend tiefen Temperaturen den elektrischen Strom ganz ohne Widerstand leiten konnten. Die kritische Temperatur für das Auftreten von Supraleitung war bei diesen Substanzen deutlich höher als bei den schon länger bekannten klassischen Supraleitern. Die Entdeckung einer neuen Klasse von Hochtemperatur-Supraleitern auf Eisenbasis im Jahr 2008 führte zu einer enormen Forschungsaktivität an diesen Substanzen. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, ein theoretisches Verständnis der zahlreichen Experimente an den neuen Hochtemperatur-Supraleitern ausgehend von den mikroskopischen Eigenschaften dieser Systeme zu erreichen. Hierzu ist zunächst die Entwicklung eines geeigneten mikroskopischen Modells der Ladungsträger basierend auf der lokalen Kristallstruktur erforderlich. Zur Berechnung physikalischer Größen, die im Experiment gemessen werden, soll anschließend eine viel versprechende theoretische Vielteilchenmethode auf das entwickelte mikroskopische Modell angewendet werden. Neben einem tieferen Verständnis der Physik in Abhängigkeit von äußeren Parametern wie Temperatur und Dotierung erwartet man auch Erkenntnisse über den bisher unbekannten supraleitenden Paarungsmechanismus der Elektronen in den eisenbasierten Hochtemperatur-Supraleitern.