KIP-Veröffentlichungen

Die Tieftemperatureigenschaften von amorphen Festkörpern werden von den quantenmechanischen, atomaren Tunnelsystemen dominiert. In dieser Arbeit wird das dynamische Verhalten von atomaren Tunnelsystemen unter Einfluss eines hochfrequenten, mechanischen Verzerrungsfeldes diskutiert. Dafür wurden Messungen der dielektrischen Permittivität des Bor-Kronglases N-BK7 mithilfe eines mikrostrukturierten Brückenresonators durchgeführt. In den Aufbau integriert ist ein piezoelektrischer Schwingquarz zur Erzeugung eines Verzerrungsfeldes. Charakterisierungsmessungen in Leistungs- und Temperaturabhängigkeit zeigten qualitativ eine Übereinstimmung mit der Theorie des Standardtunnelmodells. In weiterführenden Messungen wurde die mechanische Vorspannung zugeschaltet, welche der Modifikation der Energieaufspaltung dient. Messungen der Leistungsabhängigkeit unter Einfluss des Verzerrungsfeldes zeigten einen Heizeffekt bedingt durch das Vorspannungsfeld und einen Vorspannungseffekt charakterisiert durch einen Anstieg im Verlust bei kleinen Vorspannungsfeldern. Eine direkte Messung der Vorspannungsabhängigkeit zeigte aufgrund von großen relativen Messfehlern keine Abhängigkeit des dielektrischen Verlustes von der Vorspannung. Ob ein Vorspannungseffekt vorliegt, kann weder bestätigt noch widerlegt werden. Falls ein Vorspannungseffekt existiert, ist er klein und wird fast immer von einem Heizeffekt überlagert.

he low temperature properties of amorphus solids are dominated by quantum mechanical atomic tunneling system. This thesis discusses the dynamic behavior of atomic tunneling systems under the influence of high frequency, mechanical bias fields. For that, the dielectric permittivity of the boron-crown glass N-BK7 was measured with a microstructured bridge-resonator. A piezoelectric quartz crystal is integrated into the setup that provides the mechanical bias field. Characterization measurements in power and temperature dependence showed agreement with the theory of the standard tunneling model. In further measurements the mechanical bias field was turned on which allows for modification of the energy splitting. Measurements of the power dependency under influence of the mechanical bias field revealed that the bias field causes a lot of heating of the probe and a small effect characterized by an increase in dielectric loss for small bias fields. A direct measurement of bias field dependency showed no dependence of the dielectric loss on bias field strength due to big relative errors. The existence of a bias effect can neither be confirmed nor disproven. If an effect exists it is small and often overshadowed by a heating effect.