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Untersuchung der dielektrischen Tieftemperaturanomalien von Mehrkomponentengläsern in Magnetfeldern

Wohlfahrt, Matthias

English Title: Measurements of the dielectric low temperature properties of multicomponent glasses in magnetic fields

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PDF, German
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Abstract

In dieser Arbeit werden Untersuchungen der dielektrischen Tieftemperatureigenschaften von Mehrkomponentengläsern BaO-Al2O3-SiO2 und BK7) in Magnetfeldern bis 24 T beschrieben. Die kürzlich in BaO-Al2O3-SiO2-Glas gefundene Abhängigkeit der elektrischen Permittivität von kleinsten magnetischen Feldern konnte bestätigt werden. Als Funktion des Magnetfeldes treten unterhalb von 500 mK charakteristische nichtmonontone Änderungen auf, die mit abnehmender Temperatur ausgeprägter werden. Der qualitative Verlauf der Permittivität ändert sich in Abhängigkeit von der Amplitude des elektrischen Meßfeldes. Zur Untersuchung des Einflusses von paramagnetischen Verunreinigungen wurden weitere Messungen an dem nahezu eisenfreien Glas BK7 vorgenommen. Auch bei diesem Glas konnte unterhalb einer Temperatur von 100 mK eine nichtmonotone Abhängigkeit der elektrischen Permittivität vom Magnetfeld nachgewiesen werden. Wie im Bariumaluminosilikatglas beobachtet, verstärkt sich der Effekt mit abnehmender Temperatur, und kann durch Erhöhung der Anregungsspannung beeinflußt werden. Als Ursache für die Magnetfeldabhängigkeit können paramagnetische Verunreinigungen deshalb ausgeschlossen werden. Die in beiden Gläsern beobachtete Magnetfeldabhängigkeit der dielektrischen Funktion kann als magnetischer Flußeffekt und Anzeichen für die Ausbildung kohärenter Quantenzustände der Tunnelzustandssysteme in Gläsern interpretiert werden.

Translation of abstract (English)

The dielectric properties of two multicomponent glasses (BaO-Al2O3-SiO2 and BK7) have been investigated in magnetic fields at low temperatures. The recently reported extremely sensitive dielectric response of Barium alumosilicat glass to weak magnetic fields could be confirmed. Below 500 mK the magnetic field exhibits a characteristic nonmonotonic behaviour, which becomes increasingly pronounced with decreasing temperature. Additionally, the magnitude of the applied AC field influences the shape of the field dependence. In order to examine the influence of paramagnetic impurities, low temperature dielectric measurements of an almost iron-free BK7 glass in magnetic fields have been carried out. The electric permittivity of this glass exhibits a similar nonmonotonic field dependence. As observed in the Barium alumosilicat glass, the effect intensifies with decreasing temperature and is sensitive to the AC field magnitude. Therefore, paramagnetic impurities can be ruled out the cause of the magnetic field dependence. The observed sensitivity of the dielectric function to magnetic fields could be interpreted as a magnetic flux effect and a formation of coherent quantum states of the tunneling states in glasses.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Hunklinger, Prof. Dr. Siegfried
Date of thesis defense: 23 May 2001
Date Deposited: 13 Jun 2001 00:00
Date: 2001
Faculties / Institutes: The Faculty of Physics and Astronomy > Kirchhoff Institute for Physics
Subjects: 530 Physics
Controlled Keywords: Tieftemperaturphysik, Amorpher Festkörper, Glas, Magnetfeld
Uncontrolled Keywords: Tunnelsysteme , Mehrkomponentenglas , Kollektive Phänomenetunneling systems , multicomponent glasses , collective phenomena
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