Distrontiumruthenat
# Distrontiumruthenat

Distrontiumruthenat (SRO) ist eine keramische Verbindung des Strontiums mit Ruthenium und Sauerstoff mit der Formel $Sr_2RuO_4.$ Es ist der erste entdeckte Perowskit-Supraleiter ohne Kupfer.

## Gewinnung und Darstellung

Distrontiumruthenat kann durch Reaktion von Strontiumcarbonat mit Ruthenium(IV)-oxid in Sauerstoff bei über 900 °C gewonnen werden.

Hochwertige SRO-Kristalle werden im Zonenschmelzverfahren in einer kontrollierten Atmosphäre im Rutheniumstrom hergestellt. Die Perowskitstruktur wird durch Röntgen-Pulverdiffraktrometrie nachgewiesen. SRO verhält sich unterhalb von 25 K wie eine konventionelle Fermiflüssigkeit.

## Eigenschaften

Distrontiumruthenat besitzt eine tetragonale Kristallstruktur mit der Raumgruppe I4/mmm (Raumgruppen-Nr. 139)Vorlage:Raumgruppe/139.

SRO ist strukturell den Hochtemperatur-Supraleitern der Kuprate sehr ähnlich, insbesondere dem Lanthan-dotierten $Hochtemperatur-Supraleiter(La,Sr)_2CuO_4.$ Die Übergangstemperatur in die supraleitende Phase liegt jedoch bei $T_c$ = 1,48 K und damit wesentlich niedriger als bei den Kupraten. Die Übergangstemperatur $T_c$ steigt unter uniaxialem Druck an.

### Supraleitung

Die Supraleitung in SRO konnte 1994 erstmals durch Yoshitero Maeno et al. nachgewiesen werden, als sie nach Hochtemperatur-Supraleitern mit kupratähnlicher Struktur suchten. Im Unterschied zu Kupraten zeigt SRO auch ohne Dotierung Supraleitung. Die makroskopische Wellenfunktion als Ordnungsparameter des supraleitenden Zustands zeigt in SRO Anzeichen einer gebrochenen Zeitumkehrsymmetrie, so dass das Material als unkonventioneller Supraleiter klassifiziert wird. $Sr_2RuO_4$ wird als nahezu zweidimensionales System angesehen, dessen Supraleitung vorwiegend in der Ru-O-Ebene stattfindet. Aufgrund dessen bestehen die Fermioberflächen der drei Leitungsbänder aus nahezu zweidimensionalen Ebenen mit geringer Dispersion entlang der c-Achse des Kristalls und weisen magnetische Eigenschaften auf.

### Magnetismus

Besonders ungewöhnlich ist die Koexistenz von Supraleitung und ferromagnetischen Eigenschaften in SRO, da sich diese Phänomene nach herkömmlicher Auffassung gegenseitig ausschließen, und die sonst nur in Heterostrukturen hergestellt werden kann. R. Fittipaldi et al. konnten 2021 mittels Myon-Spinspektroskopie nachweisen, dass der Magnetismus von SRO auf kollektive Wirbelströme an der Oberfläche des Materials zurückzuführen ist, was das Material für Anwendungen der Spintronik interessant macht.

