KIP-Veröffentlichungen

Niederfrequentes magnetisches Flussrauschen beeinflusst die Eigenschaften von Josephson-Kontakt-basierten Bauelementen der supraleitenden Elektronik. Seine Herkunft ist trotz intensiver Bemühungen auf experimenteller und theoretischer Seite bislang nicht vollständig verstanden. Aktuell werden unter anderem Kernspins sowie auf der Oberfläche adsorbierter bzw. im Vollmaterial absorbierter Wasserstoff als mögliche Ursachen diskutiert. Um ersteres zu untersuchen, wurde das niederfrequente Rauschen von SQUIDs, deren SQUID-Schleife aus Aluminium oder Niob besteht, miteinander verglichen.
Hierfür wurde unter anderem das niederfrequente Flussrauschen von zwölf dc-SQUID-Arrays sowie zwei einfachen Magnetometer-SQUIDs mit SQUID-Schleifen aus Aluminium gemessen. Die Ergebnisse liefern erste Hinweise dafür, dass auf Aluminium basierende SQUIDs ein niedrigeres magnetisches Flussrauschen als baugleiche Niob basierte SQUIDs aufweisen und deuten so tatsächlich auf den Einfluss von Kernspins auf das niederfrequente magnetische Flussrauschen hin. Für die Untersuchung von Wasserstoff als potentielle Quelle von niederfrequentem magnetischen Flussrauschen wurde eine Methode entwickelt, die es ermöglicht, mit Hilfe einer Tankstruktur Strukturen aus Niob gezielt mit Wasserstoff beladen zu können. In der Folge wurden SQUIDs hergestellt, deren SQUID-Schleife nach der Fertigstellung gezielt mit Wasserstoff beladen werden konnte. Das niederfrequente magnetische Flussrauschen von drei solcher SQUIDs wurde sowohl vor als auch nach der Beladung der SQUID-Schleife mitWasserstoff untersucht. Die Ergebnisse liefern erste Hinweise dafür, dass in Niob gespeicherterWasserstoff tatsächlich zu erhöhtem niederfrequentem magnetischen Flussrauschen führt.

Low frequency flux noise influences the characteristics of Josephson-junction-based elements in superconducting electronics. Despite an immense effort on the experimental and theoretical side its origin is not completely understood. Currently, nuclear spins as well as hydrogen adsorbed on the surface and absorbed in the bulk, are discussed as possible sources of this noise. To investigate the former, the low frequency noise of SQUIDs, whose SQUID-loops are made of aluminium or niobium, were compared. Therefore, the low frequency noise of twelve dc-SQUID-arrays and two simple SQUID-magnetometers with SQUID-loops made of aluminium was measured. The results are a first indicator that SQUIDs based on aluminium show a lower magnetic flux noise than structurally identical SQUIDs based on niobium and indicate an influence of the nuclear spin on the low frequency magnetic flux noise. To investigate hydrogen as a potential origin of low frequency magnetic flux noise, a method was invented, which enables a controlled storage of hydrogen in a niobium structure using a tank structure. Subsequently, SQUIDs were produced, whose SQUID-loops could be charged with hydrogen post fabrication. The low frequency magnetic flux noise of three of such SQUIDs was measured before and after the hydrogen laoding of the SQUID-loop. The results indicate, that hydrogen stored in niobium results indeed in an increase of low frequency flux noise.