Ein Hochtemperatur-Supraleiter (HTS) ist ein Material, das supraleitende elektrische Eigenschaften oberhalb der Flüssigzustandstemperatur von Helium zeigt. Dieser Temperaturbereich von etwa –452 ° bis –454 ° Fahrenheit (–269 °C bis –270 °C) wurde als die theoretische Grenze für die Supraleitfähigkeit angesehen. 1986 entdeckten die US-Forscher Karl Muller und Johannes Bednorz jedoch eine Gruppe von Hochtemperatur-Supraleiterverbindungen auf Basis von Kupfer. Diese Kuprate, wie Yttrium-Barium-Kupferoxid, YBCO7, Variationen von Lanthan-Strontium-Kupferoxid, LSCO, und Quecksilber-Kupferoxid, HgCuO, zeigten Supraleitfähigkeit bei Temperaturen von bis zu -256° Fahrenheit (-160° Celsius).
Die Entdeckung von Muller und Bednorz führte 1987 zur Verleihung des Nobelpreises für Physik an beide Forscher, aber das Gebiet entwickelte sich weiter. Eine laufende Studie im Jahr 2008 brachte eine neue Klasse von Verbindungen hervor, die Supraleitfähigkeit zeigten, basierend auf den Elementen Eisen und Arsen, wie z. B. Lanthanoxid-Eisen-Arsen, LaOFeAs. Es wurde erstmals von Hideo Hosono, einem Materialwissenschaftler in Japan, als Hochtemperatur-Supraleiter in einem Temperaturbereich von -366 ° Fahrenheit (-221 ° Celsius) demonstriert. Andere seltene Elemente, die mit Eisen vermischt wurden, wie Cer, Samarium und Neodym, schufen neue Verbindungen, die ebenfalls supraleitende Eigenschaften zeigten. Der Rekord von 2009 für einen Hochtemperatur-Supraleiter wurde mit einer Verbindung aus Thallium, Quecksilber, Kupfer, Barium, Calcium, Strontium und Sauerstoff in Kombination erreicht, die bei -211° Fahrenheit (-135° Celsius) Supraleitfähigkeit zeigt.
Der Schwerpunkt der Hochtemperatur-Supraleiterforschung liegt seit 2011 auf dem materialwissenschaftlichen Engineering besserer Verbindungen. Als supraleitende Materialien Temperaturen von -211° Fahrenheit (-135° Celsius) erreichten, konnten ihre Eigenschaften in Gegenwart von flüssigem Stickstoff untersucht werden. Da flüssiger Stickstoff ein üblicher und stabiler Bestandteil vieler Laborumgebungen ist und bei einer Temperatur von -320° Fahrenheit (-196° Celsius) vorliegt, hat es das Testen neuer Materialien viel praktischer und weit verbreiteter gemacht.
Der Nutzen der supraleitenden Technologie für die konventionelle Gesellschaft erfordert immer noch Materialien, die nahe bei Raumtemperatur betrieben werden können. Da Supraleiter dem elektrischen Fluss buchstäblich keinen Widerstand entgegensetzen, könnte Strom fast unbegrenzt durch den supraleitenden Draht fließen. Dies würde den Stromverbrauch für alle elektrischen Anforderungen senken und solche Geräte im Vergleich zur Standardelektroniktechnologie ultraschnell machen. Leistungsstarke Magnete würden für erschwingliche Magnetschwebebahnen, medizinische Anwendungen und die Erzeugung von Fusionsenergie verfügbar sein. Außerdem könnten solche Supraleiter-Technologien die Entwicklung von Quantencomputern beinhalten, die bei der Verarbeitung von Daten potenziell Hunderte Millionen Mal schneller sind als diejenigen, die 2011 existieren.