Unter Supraleitung versteht man die Fähigkeit eines Materials, den elektrischen Strom ohne Widerstand zu leiten. Um zu verstehen, wie das passieren kann, muss man vielleicht weiter vorne anfangen und erst einmal überlegen, warum es überhaupt elektrischen Widerstand gibt.
Und um das wieder zu verstehen, sollten wir noch weiter ausholen und kurz anreißen, wie die Leitung von Elektronen durch einen Festkörer überhaupt zustande kommen kann.
**Elektrische Leitung im Festkörper**
Starten wir, indem wir uns einen einfachen Festkörper vorstellen: Ein regelmäßiges Gitter von Atomen. Ein einzelnes Atom für sich alleine betrachtet besteht aus einem Atomkern und Elektronen und Elektronenschalen, die etwas darüber aussagen wo sich ein Elektron befinden kann – wir brauchen wieder beide Eigenschaften des Elektron als Welle und Teilchen. Wir interpretieren die Wellenfunktion als Wahrscheinlichkeitsverteilung, aber für ein einzelnes Atom reicht es normalerweise aus, sich Schalen vorzustellen, die Energieniveaus angeben die mit Elektronen gefüllt werden.
Wenn wir aber einen Festkörper aus vielen Atomen zusammenstecken, kommen wir nur weiter, wenn wir uns klarmachen, dass die Wellenfunktion eines Elektrons als eine räumlich ausgedehnte Wahrscheinlichkeitsverteilung interpretiert werden muss. Warum? Weil die Wellenfunktionen, die zu höheren Energieniveaus gehören, weiter ausgedehnt sind als die Atomabstände im Gitter – und sich dann so vermischen, dass man von einem *Band* spricht. Das erste Band, in dem Elektronen so nicht mehr lokal an einen Kern gebunden sind, nennt man *Leitungsband*. Bei Metallen, die wir als Stromleiter kennen, sind in diesem Band noch Elektronen, die sich dann durch das Band bewegen können.
**Elektrischer Widerstand**
Bis jetzt haben wir ein einfaches Bandmodell angenommen so wie hier im Bild
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