KIP-Veröffentlichungen

Die Tieftemperatureigenschaften von Gläsern werden durch Zwei-Niveau-Tunnelsysteme dominiert, welche durch das phänomenologische Standardtunnelmodell (STM) gut beschrieben werden können. Allerdings wurden, unter anderem in dielektrischen Messungen, zum Teil große Abweichungen zum STM beobachtet. Diese Abweichungen führten zu verschiedenen Erweiterungen des STM, die zum Beispiel die Einflüsse von Kernquadrupolmomenten berücksichtigen. In dieser Arbeit wurde untersucht, ob solche Einflüsse auch in amorphem Arsentrisulfid (As₂S₃) zu finden sind, welches eine Quadrupolaufspaltung von 72MHz aufweist. Dafür wurden dessen dielektrische Eigenschaften in einem Temperaturbereich von 10mK bis 10K untersucht. Im Gegensatz zu vorherigen Messungen an bromierten Proben, in welchen die Quadrupolaufspaltung nur thermisch erreicht wurde, erfolgt hier die Anregung der Probe direkt auf der Quadrupolfrequenz bzw. leicht verstimmt dazu. Dabei wurde eine As₂S₃ Probe als Dielektrikum in einen LC-Schwingkreis eingebaut, dessen Resonanzfrequenz durch Verwendung verschiedener Spulen verstimmt wurde. Der Realteil der dielektrischen Funktion verhält sich für alle Anregungsfrequenzen nahezu identisch. Im Verlust wurde für die Messung bei einer Anregungsfrequenz von 72MHz ein höherer Absolutwert gemessen, der sich nicht durch das STM erklären lässt. Diese temperaturunabhängige Verschiebung deutet auf einen Zusatzbeitrag der Quadrupole zum Verlust hin, welcher unabhängig von den Tunnelsystemen sein könnte.

The low temperature behavior of glasses is mainly governed by two-level tunneling systems, which can be described by the phenomenological standard tunneling model (STM). However, some experiments, such as dielectric measurements, have revealed deviations from the STM. This led to a number of refinements of the STM, in particular for glasses containing elements with large nuclear quadrupole moments. One example of such a material is amorphous arsenic trisulfid (As₂S₃), which has a quadrupole splitting of 72 MHz. In this thesis we investigated its dielectric properties in a temperature range of 10mK to 10 K. In contrast to earlier measurements performed on two brominated samples with a thermally accessible quadrupole splitting, we stimulated the quadrupole moments of As₂S₃ directly at the sample’s quadrupole splitting, as well as at slightly detuned frequencies. For this we placed our dielectric sample in between the capacitor plates of an LC resonator and exchanged the coil for different resonance frequencies. Our results show that the real part of the dielectric function of As₂S₃ behaves nearly identical for all excitation frequencies. For the loss tangent we measured higher absolute values at an excitation frequency of 72 MHz, which can not be explained by the STM. This temperature independent deviation indicates an additional contribution to the loss tangent through the quadrupole moments, which could be independent of the tunneling systems.