Supraleiter — Materialien, die Strom ohne Widerstand leiten — benötigen meist entweder extreme Kälte oder extremen Druck. Nun sagt eine in Physical Review Letters veröffentlichte Computersimulation voraus, dass ein Material aus nur zwei übereinanderliegenden Bor-Schichten bei normalem Atmosphärendruck supraleitend werden könnte — bei 68 Kelvin (−205 °C): eine neue Obergrenze für Element-Supraleiter.

Bor ist ein leichtes Element mit reicher Chemie, und in den letzten Jahren haben sich Theoretiker auf „Borophen“ konzentriert — atomar dünne Bor-Schichten. Die neue Studie von Forschern in China untersuchte Bilagen-Borophen, also zwei solcher Schichten, die wie Graphitlagen übereinander gestapelt sind. Mit First-Principles-Berechnungen fanden sie, dass die gestapelte Struktur phononenvermittelte Supraleitung beherbergen sollte — den klassischen BCS-Mechanismus — mit einer Sprungtemperatur von 68 K.

Das würde den bisherigen Rekord für einen Element-Supraleiter fast verdoppeln. Noch wichtiger: Es gelänge bei Umgebungsdruck — im Gegensatz zu wasserstoffreichen „Superhydrid“-Supraleitern, die Drücke von Millionen Atmosphären benötigen.

Der Mechanismus ist ungewöhnlich: Die Wechselwirkung zwischen Elektronen und Gitterschwingungen wird in der zweidimensionalen Doppelschicht verstärkt und treibt die kritische Temperatur über das hinaus, was eine einzelne Schicht erreichen könnte. Die Studie etabliert Bilagen-Borophene als neue Obergrenze für elementare supraleitende Übergangstemperaturen.

Können Experimente die Vorhersage bestätigen, wäre das Material ein Meilenstein für praktische Supraleitung — verlustfreie Stromleitungen, starke Magnete und effizientere Quantencomputer bei Temperaturen, die mit relativ einfacher Kühlung erreichbar sind. Vorerst existiert der 68-K-Supraleiter nur im Silizium — aber er gibt Experimentatoren ein präzises Ziel.

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