Supraleitung

Supraleitung

Seit mehr als 50 Jahren das maßgebliche deutschsprachige Lehrbuch zur Supraleitung

Supraleitung, also das Verschwinden des elektrischen Widerstands in Materialien unterhalb einer kritischen Temperatur, ist längst kein Kuriosum mehr, sondern ein Phänomen, das zahlreiche Anwendungen gefunden hat, etwa zur Erzeugung und Detektion von Magnetfeldern, in der Sensorik (SQUIDs), zur zerstörungsfreien Materialprüfung, in Energietransport und -umwandlung und in der magnetischen Energiespeicherung.

Die achte Auflage des Standard-Lehrbuchs zur Supraleitung folgt dem bewährten Ansatz, das physikalische Phänomen der Supraleitung in seinen zahlreichen Facetten möglichst anschaulich und ohne allzu viel mathematischen Ballast zu erklären. Ausgehend von einem Überblick über die wichtigsten, zum Verständnis benötigen quantenmechanischen Grundlagen behandelt das Buch die unterschiedlichen Supraleiter-Materialklassen, etwa die metallischen Supraleiter, Kuprate und Eisenpniktide. Die Schwerpunkte liegen dabei auf den Eigenschaften, der Herstellung und der Stabilität dieser Materialien. Die folgenden Kapitel beleuchten die Erklärungsmodelle der Supraleitung, die Thermodynamik des supraleitenden Zustands sowie dessen Zusammenbrechen. Ausführlich geht das Buch auf die für den praktischen Nutzen so wichtigen Josephson-Kontakte ein. Das letzte Kapitel widmet sich den zahlreichen Anwendungen der Supraleitung, zum Beispiel supraleitende Kabel, in der Kernspintomographie, der Kernfusion, der SQUID-Sensorik sowie der Mikroelektronik.

Für die Neuauflage wurde das Buch vollständig überarbeitet und mit Elementen angereichert, die das Verständnis fördern und das Lernen erleichtern wie etwa Kapiteleinführungen, Exkurse zur Messmethodik, mehr durchgerechnete Beispiele, Boxen zur Vertiefung weiterführender Aspekte und Kapitelzusammenfassungen.

Vorwort zur 1. Auflage
Vorwort zur 8. Auflage
Einleitung

1 Grundlegende Eigenschaften von Supraleitern
1. 1 Das Verschwinden des elektrischen Widerstandes
1. 2 Idealer Diamagnetismus, Flussschläuche und Flussquantisierung
1. 3 Die Flussquantisierung in supraleitenden Ringen und Hohlzylindern
1. 4 Supraleitung: ein makroskopisches Quantenphänomen
1. 5 Quanteninterferenzen

2 Supraleitende Elemente, Legierungen und Verbindungen
2. 1 Vorbemerkungen
2. 2 Supraleitende Elemente
2. 3 Die supraleitenden Hydride
2. 4 Supraleitende Legierungen und metallische Verbindungen
2. 5 Fulleride
2. 6 Chevrel-Phasen und Borkarbide
2. 7 Schwere-Fermionen-Supraleiter
2. 8 Natürliche und künstliche Schichtsupraleiter
2. 9 Die supraleitenden Oxide
2. 10 Eisenpniktide und verwandte Verbindungen
2. 111 Organische Supraleiter
2. 12 Supraleitung an Grenzflächen
2. 13 Graphen-basierte Supraleitung


3 Die Cooper-Paarung
3. 1 Konventionelle Supraleitung
3. 2 Unkonventionelle Supraleitung

4 Thermodynamik und thermische Eigenschaften des supraleitenden Zustandes
4. 1 Allgemeine Vorbemerkungen zur Thermodynamik
4. 2 Die spezifische Wärme
4. 3 Die Wärmeleitfähigkeit
4. 4 Grundzüge der Ginzburg-Landau-Theorie
4. 5 Die charakteristischen Längen der Ginzburg-Landau-Theorie
4. 6 Typ-I-Supraleiter im Magnetfeld
4. 7 Typ-II-Supraleiter im Magnetfeld
4. 8 Fluktuationen und Zustände oberhalb des thermodynamischen Gleichgewichts

5 Kritische Ströme in Supraleitern erster und zweiter Art
5. 1 Die Begrenzung des Suprastroms durch Paarbrechung
5. 2 Typ-I-Supraleiter
5. 3 Typ-II-Supraleiter

6 Josephson-Kontakte und ihre Eigenschaften
6. 1 Stromtransport über Grenzflächen im Supraleiter
6. 2 Das RCSJ-Modell
6. 3 Josephson-Kontakte unter Mikrowelleneinstrahlung
6. 4 Flusswirbel in ausgedehnten Josephson-Kontakten
6. 5 Makroskopische Quanteneffekte in Josephson-Kontakten und verwandten Systemen

7 Anwendungen der Supraleitung
7. 1 Supraleitende Magnetspulen
7. 2 Supraleitende Permanentmagnete
7. 3 Anwendungen für supraleitende Magnetspulen
7. 4 Supraleiter für die Leistungsübertragung: Kabel, Transformatoren und Strombegrenzer
7. 5 Supraleitende Resonatoren und Filter
7. 6 Supraleiter als Detektoren
7. 7 Supraleiter in der Mikroelektronik

Stichwortverzeichnis