Schnittstelle zwischen Supraleitern und Halbleitern

Eine wegweisende Entdeckung

Im Jahr 2018 erfolgte eine wegweisende Entdeckung: Physiker des Istituto Nanoscienze CNR am Laboratorio NEST – Scuola Normale Superiore in Pisa wiesen nach, dass es möglich ist, die eigentlich strombasierten Supraleiter auch durch Spannung zu steuern. "Der grundlegende Nachweis wurde erbracht, doch wie genau und warum es funktioniert, ist noch immer nicht ganz klar," erklärt Angelo Di Bernardo. "Nun geht es uns darum, den zugrundeliegenden physikalischen Mechanismus aufzuklären. Wenn wir diesen Mechanismus und die dahinterliegenden Prinzipien verstehen, können wir ihn steuern und für technische Anwendungen nutzbar machen."

Diese fundamentale Entdeckung öffnet die Tür für eine Technologie, die Supraleiter mit Halbleitern verknüpft. "Das Ziel ist, leistungsstarke Supraleiter-Systeme zu entwickeln, die sich so steuern lassen, als wären sie Halbleiter, um die Vorteile aus beiden Welten zu vereinen," unterstreicht Elke Scheer.

Vier Schritte zum Ziel

Das internationale Kooperationsprojekt verläuft in vier Schritten. Zuerst gilt es die physikalischen Grundlagen zu erforschen, wie sich Supraleiter durch Spannung steuern lassen. Anschließend muss herausgefunden werden, welche Materialien sich am besten für technische Anwendung eignen. Im dritten Schritt werden die entwickelten Konzepte in einem Prototyp umgesetzt. Zuletzt soll die neue Supraleitertechnologie in einen Schaltkreis integriert werden, der mit konventioneller Halbleitertechnologie interagiert.

FET Open Grant

Das Forschungsprojekt wird durch einen FET Open Grant mit rund drei Millionen Euro gefördert. Die Förderdauer besteht dabei zwischen März 2021 und August 2024. Mit diesem Förderprogramm unterstützt die Europäische Union unkonventionelle neue Forschungsideen, die auf fundamentale Durchbrüche für neue Technologien abzielen. Neben der Universität Konstanz und dem Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) mit den Standorten Pisa und Salerno sind an diesem Projekt die Technische und Wirtschaftswissenschaftliche Universität Budapest, die Technische Universität Delft, die Chalmers University of Technology in Göteborg sowie Industriepartner in Italien beteiligt.

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