Auf dem Weg zur Massenproduktion von supraleitenden Bandleitern
Supraleiter sind Materialien, die beinahe keinerlei Widerstand (unendliche Leitfähigkeit) gegen den elektrischen Stromfluss aufweisen, wenn sie auf Temperaturen um den absoluten Nullpunkt gekühlt werden. Die supraleitenden Materialien werden in einem Prozess namens Epitaxie auf Substraten "gezüchtet". Dieser Name leitet sich von der geordneten Ablagerung einer Kristallschicht auf der Oberfläche einer anderen kristallinen Schicht ab. Yttrium-Barium-Kupferoxid (YBCO oder YBa2Cu307) war das erste Material, das als Supraleiter bei relativ hohen Temperaturen, die leichter zu erreichen sind, reagiert hat (daher der Name Hochtemperatur-Supraleiter oder HTS). Dieses Material wurde besonders für die Verwendung als Dünnschicht-Supraleiter und als YBCO-Bandleiter für extra lange beschichtete Bandleiter (CCs) interessant. CCs bestehen aus einem Metall-Substrat, auf das eine dicke Schicht eines Supraleiters wie zum Beispiel YBCO abgelagert wird. Es wurden verschiedene Ablagerungsmethoden auf Grundlage von chemischen Lösungen angewendet, um eine kostengünstige Massenproduktion von nanostrukturierten HTS-Materialien zu ermöglichen. Ziel europäischer Forscher war es, Fortschritte auf dem Gebiet zu machen, indem sie zwei verschiedene chemische Verarbeitungsmethoden mit schnellem Wachstumspotenzial kombinierten: metallorganische Zersetzung (MOD) und hybride Flüssigphasenepitaxie (HLPE). Durch das EU-finanzierte Projekt "High-performance nanostructured coated conductors by chemical processing" (Hiperchem) konnten die Wissenschaftler den integrierten Entwicklungsprozess untersuchen. Die Forscher konzentrierten ihre Bemühungen darauf, nanostrukturierte CCs mit verbesserten Leistungseigenschaften, schnelleren Wachstumsraten und im Vergleich zu konventionellen Methoden auf kostengünstigere Weise zu entwickeln. Die Konzepte des Hiperchem-Projekts und die spätere Nutzung sollten dazu beitragen, dass die CC-Technologie in zahlreichen Bereichen einschließlich im Stromversorgungssektor gefördert wird.