KIP-Veröffentlichungen

Die vorliegende Arbeit beschreibt dielektrische Polarisationsecho-Experimente an teildeuteriertem amorphen Glyzerin bei tiefen Temperaturen, und zwar in Abhängigkeit vom Deuterierungsgrad. Man beobachtet eine Quantenschwebung in der Zerfallsmessung und eine Magnetfeldabhängigkeit der Echoamplitude. Wesentliche Aspekte dieser Eigenschaften konnten bereits mit dem Kernquadrupolmodell erklärt werden, allerdings zeigen einige der Proben in kleinen Magnetfeldern ein abweichendes Verhalten. In dieser Arbeit wird gezeigt, dass die Dipol-Dipol-Wechselwirkung der H-Atome die Ursache ist. Ein Modell wird entwickelt, dessen qualitative Übereinstimmung mit den Messdaten ausgezeichnet ist. Durch die quantitative Auswertung können Rückschlüsse auf die mikroskopische Natur der Tunnelsysteme gezogen werden. Eine Übereinstimmung mit den Messdaten wird erreicht, wenn die Umgebung eines Glyzerin-Moleküls im Modell berücksichtigt wird. Vor allem Wasserstoffbrückenbindungen spielen eine wichtige Rolle. Außerdem wird bei Simulationen der Echoamplitude im 3-Dipol-Modell in hohen Magnetfeldern ein im Vergleich zum 2-Dipol-Modell neuer Effekt beobachtet, nämlich ein Abweichen der Echoamplitude vom erwarteten Wert für ein 2-Niveau-System. Dies ist durch ein Mischen von Eigenzuständen im Hochfeld erklärbar.

In this work we describe dielectric polarisation echo experiments on a series of partially deuterated glycerol at low temperatures. A quantum beating in the decay and a magnetic field dependence of the echo amplitude is observed. For large magnetic fields, these properties are understood within the nuclear quadrupole model. However, in small magnetic fields the experimental results of certain samples deviate from this model. We show that these deviations are due to a magnetic dipole-dipole interaction of hydrogen nuclei in the sample. A new model is developed and qualitatively fits the data very well. A quantitative evaluation gives information about the microscopic nature of tunneling systems. The simulations reproduce the data if the environment of the glycerol molecule is included in the model. Especially hydrogen bonds play an important role. Another new effect is observed in simulations of the echo amplitude in high magnetic fields with a 3-dipole model. The simulations do not show the limiting value which is expected from two level systems. This can be explained by a mixing of eigenstates in high magnetic fields.