KIP-Veröffentlichungen

Das oxidische Mehrkomponentenglas HY-1 weist im Bereich der Raumtemperatur eine vergleichsweise groÿe elektrische Leitfähigkeit auf. Zudem zeigt dieses System einen
zweiten Glasübergang bei rund 260 K [Nei15], dessen mikroskopische Ursache in der Ionendynamik der im HY-1 Glas enthaltenen Holmiumionen liegen könnte.
In der vorliegenden Arbeit wurde daher eine vergleichende Untersuchung der dielektrischen Permittivität von HY-1 und N-BK7 Glas für Temperaturen zwischen 80 K und 360 K im Frequenzreich zwischen 10 mHz und 10 kHz durchgeführt. N-BK7 weist eine ähnliche Elementzusammensetzung wie HY-1 auf, enthält aber im Unterschied zu HY-1
kein Holmium.
Die Glasprobe bendet sich hierfür als Dielektrikum in einem Plattenkondensator. Dessen Impedanz wird mit einer Messbrücke und einem Impedanzanalysator gemessen. Die
Messungen werden in einem mit üssigen Sticksto gekühlten Kryostaten durchgeführt.
Während N-BK7 im zugänglichen Temperaturbereich praktisch keine elektrische Gleichstromleitfähigkeit aufweist, ist diese bei HY-1 deutlich ausgeprägt: Die elektrische Leitfähigkeit bei 300 K ist bei HY-1 rund einen Faktor 3000 gröÿer als bei N-BK7. Die
experimentell aus dem dielektrischen Modul ermittelten Aktivierungsenergien der elektrischen Leitfähigkeit betragen 1,1 eV für N-BK7 und 0,7 eV für HY-1.

Broadband measurement of the dielectric permittivity of the glasses N-BK7 and HY-1 between 80K and 360K

The oxide glass HY-1 exhibits a pronounced electric conductivity around room temperature. In addition, this system shows a second glass transition around 260 K [Nei15]. The microscopic origin of this transition may be found in the ion dynamics of the Holmium ions in HY-1.
In this thesis, a comparing study of the dielectric permittivity of HY-1 and N-BK7 glass for temperatures between 80 K and 360 K in the frequency range from 10 mHz and 10 kHz was conducted. N-BK7 has a similar chemical composition as HY-1, but does not contain any Holmium.
The glass samples are placed between the electrodes of a parallel plate capacitor. The impedance of the sample-lled capacitor is measured using a liquid nitrogen cooled cryostat.
While N-BK7 shows practically no electric conductivity in the attainable temperature range, in HY-1 a pronounced DC-conductivity is found: The electrical conductivity at 300 K diers by a factor of approximately 3000.
A second glass transition, as observed in HY-1, is not present in N-BK7. The electric conductivity activation energies determined experimentally using the dielectric modulus are 1,1 eV for N-BK7 and 0,7 eV for HY-1