KIP-Veröffentlichungen

Das Ziel dieser Arbeit bestand darin, die Ursache für ein häufig bei metallisch magnetischen Kalorimetern beobachteten und zu 1/f proportionalen Beitrag zum Gesamtrauschen dieser Art von Detektoren zu untersuchen. Da die Ursache dieses Rauschens in der Vergangenheit bereits in den wechselwirkenden paramagnetischen Erbium-Ionen des Sensormateriales vermutet wurde, wurde im Rahmen dieser Arbeit an einer gesputterten Au:Er845 ppm -Schicht eine Wechselfeldsuszeptibilitätsmessung vorgenommen, um die Abhängigkeit dieses Rauschbeitrages von der Anzahl der Erbium-Ionen zu klären. In der vorliegenden Arbeit werden
die bei Temperaturen zwischen 20 mK und 600 mK gewonnenen Ergebnisse vorgestellt.
In den Daten wurde ein aus der Theorie nicht erwarteter Verlauf des Messsignales bei einer Frequenz von etwa 100 Hz beobachtet, der zusammen mit dem gemessenen, temperaturabhängigen magnetischen Flussrauschen im SQUID auf einen Kurzschluss mit einem normalleitenden Element auf dem Aufbau zurückgeführt werden kann. Nichtsdestotrotz konnte eine messbare Zunahme des Imaginärteils der Suszeptibilität in Verbindung mit einer Abnahme des Realteiles bei steigender Frequenz festgestellt werden, was bereits in der Vergangenheit bei Wechselfeldsuszeptibilitätsmessungen an Au:Er255 ppm beobachtet wurde. Die Daten bestätigen nochmals den Zusammenhang zwischen dem 1/f-Rauschen mit den schwachwechselwirkenden Erbium-Ionen im Sensormaterial metallisch magnetischer Kalorimeter und bestätigen erstmals die Konzentrationsabhängigkeit des Imaginärteiles der magnetischen Suszeptibilität.

The aim of this thesis was to investigate the origin of the 1/f-noise, that is observed as a contribution to the noise of the signal of metallic magnetic calorimeters. As the origin of this noise contribution was assumed to be caused by the interacting paramagnetic erbium ions of the sensor material Au:Er, an AC-susceptibility measurement was performed on a sputtered Au:Er845 ppm -layer to clarify the connection to the dependence of erbium ions in gold.
The measured data showed an additional feature around a frequency of 100 Hz that was not expected from previous measurements on the imaginary part χ of the AC-susceptibility. Together with the temperature dependent magnetic flux noise measured in the SQUID-magnetometer it seems plausible, that this course is caused by a normal conducting short of a part of one of the superconducting pickup coils. Nonetheless a decrease of the real part of the AC-susceptibility with increasing frequency was observed, whereas the imaginary part increases with frequency. These results match with those that were observed by an AC-susceptibility measurement performed in the past on an alloy of Au:Er of lower concentration of 255 ppm. The results confirm again the connection between the 1/f-noise and the interacting erbium ions in gold and confirm for the first time also the concentration dependence of the imaginary part χ of the susceptibility.