KIP-Veröffentlichungen

Bei tiefen Temperaturen sind quantenmechanische Tunneleffekte ausschlaggebend für das Verhalten der dielektrischen Funktion amorpher Festkörper, welche mit dem Standardtunnelmodell eine quantitative Beschreibung gefunden haben. In den letzten Jahren sind vermehrt starke Abweichungen vom Modell beobachtet worden, sodass die Theorie von verschiedenen Seiten aus ergänzt wurde. Insbesondere beeinflussen elektrische Kernquadrupolmomente die Tieftemperatureigenschaften. Das hier untersuchte Glas N-KZFS11 ist aufgrund seines großen Anteils an Tantal interessant, das ein großes Kernquadrupolmoment besitzt. Ziel dieser Arbeit ist es, die Messungen an N-KZFS11 bezüglich der komplexen dielektrischen Funktion um den MHz-Bereich zu erweitern und die Lücke zwischen Hochfrequenz- und Niederfrequenzmessungen zu schließen. Dafür wurde die Probe in einem LC-Schwingkreis mit einer Resonanzfrequenz von etwa 25 MHz, in welchem sie als Dielektrikum agiert, zwischen 10 mK und 300 K vermessen. Der erwartete Einfluss des Kernquadrupolmoments auf die dielektrischen Eigenschaften konnte nicht eindeutig bestätigt werden. Bei Vergleich mit vorangegangenen Messungen wurde jedoch eine frequenzunabhängige Steigung des Realteils der dielektrischen Funktion bei Temperaturen unterhalb von 1 K festgestellt, was zu einer guten Beschreibung der Daten durch das Standardtunnelmodell führt.

dielectric measurements of N-KZFS11 between 10 mK and 300 K at 25 MHz

At low temperatures the dielectric function of amorphous solids is mainly determined by quantum mechanical tunneling effects , as described quantitatively by the standard tunneling model. Due to strong experimental deviations from theory, several amendments were proposed. Especially in glasses with high nuclear quadrupole moments a systematic deviation from theory has been observed. Such a glass is the here investigated N-KZFS11 with a high amount of tantalum as carrier of a large nuclear quadrupole moment. The aim of this work is to close the gap between former dielectric measurements on N-KZFS11 in the low and high frequency range. For this purpose the change in dielectric permittivity of the sample was measured in an LC-resonant circuit with the sample as the dielectric, using the changing resonant frequency and quality factor to determine the complex dielectric function. The expected influence of nuclear quadrupole moments on the dielectric properties is not clearly observed, but in comparison with former measurements a frequency-independent slope of the real dielectric function below 1 K has been found, which allows a good description of the dielectric real part of the glass by the standard tunneling model.