KIP-Veröffentlichungen

Die Tieftemperatureigenschaften von Gläsern werden von atomaren Tunnelsystemen, welche durch das phänomenologische Standardtunnelmodell beschrieben werden können, bestimmt. Durch dieses Modell können viele physikalische Eigenschaften erfolgreich beschrieben werden. Jedoch ist das Modell nicht in der Lage die Wechselwirkung zwischen Tunnelsystemen, insbesondere die durch spektrale Diffusion hervorgerufene Phasendekohärenz, sowie eventuelle durch Kerne hervorgerufene Effekte, zu beschreiben. Mittels dielektrischen Zweipuls-Echomessungen ist es möglich die Relaxations- und Dekohärenzprozesse von Tunnelsystemen in Gläsern zu untersuchen. Im Rahmen dieser Arbeit wurde erstmalig der Zerfall der Echoamplitude des Borosilikatglases BK7 in einem Kernentmagnetisierungskryostaten bis zu Temperaturen von 2.1 mK gemessen. Dabei wurde eine Beule, welche auf einen möglichen Phasenübergang hinweist, in den Echozerfallskurven unter 4 mK festgestellt. Weitere Echomessungen wurden im Nullfeld und im Magnetfeld an dem Multikomponentenglas HY-1 durchgeführt. Dieses Glas enthält einen merklichen Anteil von Holmium welches sich durch ein großes elektrischen Kernquadrupolmoment auszeichnet. Die Messungen weisen auf zusätzliche Relaxations- und Dekohärenzprozesse hin, welche teils durch Kerneffekte, teils durch magnetische Eigenschaften des Glases hervorgerufen werden könnten.

The low temperature properties of glasses are dominated by atomic tunnelling systems (TSs) which can be described by the phenomenological standard tunnelling model. This model is successful in describing many of the physical properties but does not account for interactions between TSs, in particular the interaction between neighbouring TSs via phase decoherence caused by spectral diffusion, and possible nuclear effects. Two-pulse dielectric polarisation echo experiments represent an appropriate technique to investigate the relaxation and decoherence processes of TSs in glasses. In the framework of this thesis, the decay of the echo amplitude in the borosilicate glass BK7 was measured for the first time inside a nuclear demagnetisation refrigerator at temperatures down to 2.1 mK. The decay curves measured below 4 mK exhibited a peculiar bump that may hint at a possible phase transition of the glass. Further echo measurements were conducted on the multicomponent glass HY-1, containing a noticeable amount of holmium which carries a very large nuclear electric quadrupole moment, with and without application of a magnetic field. They have revealed additional relaxation and decoherence processes that may be partly due to nuclear effects and due to the magnetic properties of the glass.