KIP-Veröffentlichungen

Jahr 2015
Autor(en) Dominic Boll
Titel Dielektrische Permittivität von HY-1 Glas im MHz-Bereich zwischen 10 mK und 350 K
KIP-Nummer HD-KIP 15-46
KIP-Gruppe(n) F3
Dokumentart Bachelorarbeit
Abstract (de)

Im Rahmen dieser Arbeit wurde die dielektrische Funktion von HY-1 Glas im Temperaturbereich von 10mK bis 350K vermessen. Dabei erfolgte die Messung der Permitivität über die Aufnahme von Resonanzkurven eines LC-Parallelschwingkreises, wobei das Glas das Dielektrikum des Kondensators ist. Die Resonanzfrequenz betrug typischerweise 35 MHz. Um den Bereich oberhalb von 80 Kelvin anfahren zu können, wurde ein Kryostat aufgebaut, der mit flüssigem Stickstoff gekühlt wurde. Für den Tieftemperaturbereich konnte auf einen bestehenden Aufbau in einem 3He/4He-Verdünnungskryostat zurückgegriffen werden. Zur Anregung des Schwingkreises wurde ein amplitudenmoduliertes Signal verwendet. Die Detektion erfolgte mit Hilfe einer Diode. Für den Realteil der dielektrischen Funktion wurde mit steigender Temperatur ein monoton steigender Verlauf im Hochtemperaturbereich gemessen. Bei Raumtemperatur beträgt der Realteil etwa 7,5. Zwischen 350K und 200K wurde ein große Änderung des dielektrischen Verlustes gemessen. Unter 200K flacht die Kurve deutlich ab, was durch eine Art Glasübergang der Ionendynamik erklärt werden kann. Im Tieftemperaturbereich dominiert quantenmechanisches Tunneln.

Abstract (en)

Within the framework of this thesis the dielectric function of the glass HY-1 has been measured in the temperature range of 10mK to 350 K. The measurement of the permittivity was carried out by recording the resonance curve of a LC parallel circuit. The glass was the dielectric of the capacitor. The resonance frequency was typically 35 MHz. In order to measure the temperature range above 80 Kelvin a cryostat was built up. The cryostat runs with liquid nitrogen. For the low temperature range an already existing setup in a cryostat which runs with helium was used. An mplitude-modulated signal lead to the excitation of the parallel circuit. The detection of this signal was carried out with a diode. In the real part of the dielectric function a monotonous increasing development with rising temperature was found above 80 Kelvin. At room temperature the real part was approximately 7, 5. In the temperature range between 200K and 350K a large variation of the dielectric loss was observed. A flattening of the curve appears below 200 K. This can be explained by a sort of glass transition in the ionic dynamics. In the low temperature range quantum mechanical tunneling is dominating.

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