KIP-Veröffentlichungen

Jahr 2011
Autor(en) Patrick Heck
Titel Akustische Eigenschaften von Gläsern bei tiefen Temperaturen
KIP-Nummer HD-KIP 11-03
KIP-Gruppe(n) F3
Dokumentart Bachelorarbeit
Quelle Bachelorarbeit 2011
Abstract (de)

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde die Temperaturabhängigkeit der inneren Reibung und der relativen Schallgeschwindigkeitsänderung des dielektrischen Glases N-KZFS11 anhand der Resonanzfrequenzen eines sogenannten Double Paddle Oscillators untersucht, der bis 12 mK abgekühlt wurde. Die Anregung und Detektion erfolgte dabei kapazitiv. Es wurde eine neue Messmethode mit konstant gehaltener Detektionsamplitude getestet, bei der die Schwingungsamplitude im linearen Bereich blieb und somit Messfehler durch zu große Verzerrungen vermieden werden konnten. Die neue Methode lieferte Messwerte, die mit denen übereinstimmten, die mit kleiner konstanter Anregungsamplitude ermittelt wurden. Die gemessene innere Reibung wich stark von der theoretisch vorhergesagten T 3-Abhängigkeit im Tieftemperaturlimes ab und die Höhe des gemessenen Plateaus bei Temperaturen über 100 mK war frequenzabhängig. Die Messung der relativen Schallgeschwindigkeitsänderung zeigte ebenfalls Abweichungen von der Theorie, so wurde kein Steigungsverhältnis der beiden Bereiche ober- und unterhalb der Übergangstemperatur von 2:-1, sondern 1,65:-1 beobachtet. Außerdem knickte die gemessene Kurve zu sehr tiefen Temperaturen entgegen der Erwartung stark ab.

Abstract (en)

The temperature dependence of the internal friction and the relative change of sound velocity of the dielectric glass N-KZFS11 was investigated by observing the resonance frequencies of a double paddle oscillator which was cooled down to 12 mK. Excitation and detection of the oscillation were done capacitively. Additionally to measurements with constant excitation amplitude a new method which keeps the detection amplitude constant was tested. Thus the amplitude of the oscillation was kept in the linear range and errors caused by a too large deformation were avoided. The results of measurements with both methods matched very well. The measured values for the internal friction and its temperature dependence did not conform to theory. The expected increase proportional to T 3 at very low temperatures could not be observed and the height of the measured plateau at temperatures higher than 100 mK was frequency dependent. The measured relative change of sound velocity showed an unexpected steep slope at very low temperatures. Additionally, the observed ratio of the slopes below and above the transition temperature was 1,65:-1 contrary to the theoretically expected value of 2:-1.

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