Kupferplatz-Substitution im Hoch-Tc-Supraleiter Bi2Sr2CaCu2O8+d und dessen Interkalationsverbindung Bi2Sr2CaCu2O8+d I

Nach nunmehr über zehn Jahren seit der Entdeckung der ersten Hochtemperatur-Supraleiter sind die Mechanismen, die zu den hohen kritischen Temperaturen (Tc) führen, noch weitgehend unverstanden. Es ist jedoch unumstritten, daß die CuO2-Ebenen, die ein gemeinsames Strukturmerkmal aller Hoch-Tc-Supraleiter darstellen, im wesentlichen für den supraleitenden und normalleitenden Ladungstransport verantwortlich sind. Thomas Kluge versucht der Frage nach den Mechanismen nachzugehen. Er untersucht, wie der systematische Einbau von Defekten in die CuO2-Ebenen die Supraleitung beeinflußt. Hierbei zeigt sich, daß die Dichte der Ladungsträger für die Auswirkungen der Defekte auf die kritische Temperatur eine zentrale Rolle spielt. Der Supraleiter Bi-2212 zeichnet sich vor allem durch seine Schichtstruktur aus. Durch Einlagerung (Interkalation) von Jod läßt sich die Struktur aufweiten und die Kopplung zwischen den CuO2-Ebenen verändern. Gleichzeitig findet ein Ladungstransfer von Jod zu den CuO2-Ebenen statt. Um die beiden Effekte in ihren Auswirkungen auf die Supraleitung zu separieren, wird Kupferplatz-Substitution als neue Methode vorgeschlagen. Supraleitung bedeutet u.a. verlustfreien Stromtransport für Temperaturen unterhalb von Tc. Der Übergang vom normalleitenden in den supraleitenden Zustand wird jedoch durch Fluktuationen charakterisiert, die auch noch unmittelbar unterhalb von Tc einen elektrischen Widerstand hervorrufen. Diese Arbeit untersucht an dünnen Bi-2212-Filmen die Natur der Fluktuationen sowie deren Abhängigkeit von der Ladungsträger- und Defektdichte und diskutiert den Zusammenhang mit den Vorhersagen von Kosterlitz und Thouless.