Keine Supraleitung bei Ferromagneten - wieso

Wissenschaft Physik
#1

… dann bei Paramagneten?

Supraleitung hat zwei spezielle Eigenschaften:

  1. der elektrische Widerstand wird zu Null (oder nahezu Null) und
  2. ein Supraleiter ist ein perfekter Diamagnet und verdrängt deswegen ein äußeres Magnetfeld vollständig aus seinem Innern.

Nun lese ich in diversen Quellen, dass ferromagnetische Stoffe keine Supraleitung zeigen. Das allein macht auch Sinn, da in einem Ferromagnet die magnetische Dipole parallel zum äußeren Magnetfeld ausgerichtet werden und es so zu keinem Herausdrängen eines äußeren Magnetfeldes kommen kann.

Ein Paramagnet unterscheidet sich von einem Ferromagnet allerdings nur dadurch, dass die parallele Ausrichtung der magn. Dipolmomente nach abschalten eines äußeren Magnetfeldes wieder verloren geht. Bei anlegen eines Magnetfeldes richten sich die Dipolmomente aber genau wie im Ferromagnet parallel zu dem äußeren Feld aus.

Dieser Argumentation zur Folge ist mir aber schleierhaft, wieso ein Paramagnet trotzdem supraleitend werden kann. Dafür müsste der Paramagnet doch ein äußeres Magnetfeld aus seinem Innern verdrängen, was er aber nicht macht!

Wo ist mein Denkfehler?

Vielen Dank.

#2

Hallo!

Die Erklärung dürfte folgende sein:

Bei einem Ferromagneten richten sich die Spins der Elektronen in einem Weißschen Bezirk untereinander parallel aus - unabhängig vom äußeren Magnetfeld. Supraleitung in Metallen wird aber durch die Bildung von Cooper-Paaren erklärt, also durch Quasiteilchen, die durch die Verbindung von zwei Elektronen mit antiparallelem Spin enstehen. Wenn aber alle Elektronen in der näheren Umgebung einen parallelen Spin haben, findet sich kein Partner zur Bildung eines Cooper-Paars.

Das „Herausdrängen“ von Magnetfeldlinien aus dem Inneren eines Supraleiters ist eher Folge als Ursache seiner Supraleitfähigkeit.

Michael

#3

Hallo Michael.

Ich glaube du hast Recht! Das klingt plausibel.

Vielen Dank für deine Erklärung!