KIP-Veröffentlichungen

Messungen an Glasern mit Kernquadrupolmomenten zeigten unlängst Abweichungen der dielektrischen Funktion von Vorhersagen des Standardtunnelmodels auf. In dieser Arbeit wurden niederfrequente elastische und dielektrische Eigenschaften des Polymerglases FR-122P bei Temperaturen zwischen 7 mK und 600 mK untersucht. Die elastische  Suszeptibiliät wurde mit einem Doppelflügeloszillator und die dielektrische Suszeptibilität mit einer Kapazitätsmessbrücke in einem Frequenzintervall von 60 Hz bis 16 kHz gemessen. Dank der großen Anzahl an Kernquadrupolmomenten in der untersuchten Probe und der bekannten Hyperfeinaufspaltung konnte die Rolle, die Kernquadrupolmomente in diesem System spielen, sorgfältig untersucht werden. Mithilfe numerischer Simulationen wurde gezeigt, dass oberhalb von etwa 200 mK die Messergebnisse mit dem Standardtunnelmodel überein stimmen, wohingegen zu tieferen Temperaturen Wechselwirkungen zwischen Kernquadrupolmomenten und atomaren Tunnelsystemen berücksichtigt werden müssen. Ein Vergleich zwischen den Simulationen und Messdaten legt nahe, dass die Wechselwirkungen eine zusätzliche Relaxation statt einer Veränderung der Verteilungsfunktion der Tunnelsysteme zur Folge haben. Es wurde ein neuartiger experimentelle Aufbau entwickelt mit dem Ziel, den Einfluss der Kernquadrupolmomente direkt zu bestimmen. Mit diesem Aufbau kann der Kernquadrupolübergang selektiv angeregt werden, während gleichzeitig die elastische Suszeptibilität gemessen wird.

Recent studies of glasses containing nuclear quadrupole moments have revealed deviations in the dielectric function from the predictions of the standard tunnelling model. Within this thesis the low-frequency elastic and dielectric properties of the polymer glass FR-122P were studied at temperatures ranging from 7 mK to 600 mK. A double paddle oscillator was used for elastic and a capacitance bridge for dielectric susceptibility measurements covering a frequency range between 60 Hz and 16 kHz. The large amount of nuclear quadrupole moments present in the investigated sample and the well known hyperfine level splitting enabled a thorough analysis of the role of nuclear quadrupole moments in this system. With the help of numerical calculations it could be shown that above around 200 mK the results agree with the standard tunnelling model while towards lowest temperatures interactions between nuclear quadrupole moments and atomic tunnelling systems need to be considered. Comparing the simulations with the measured data implies that the interactions result in an additional relaxation process rather than in changes of the tunnelling system distribution function. A novel experimental module was developed with the goal to directly study the influence of nuclear quadrupole moments. It allowed for selectively driving the nuclear quadrupole transition while simultaneously measuring the elastic susceptibility.