KIP-Veröffentlichungen

Jahr 2025
Autor(en) jonathan Friedrich Herbrich
Titel Mechanical strain field driving Landau-Zener transitions in the borosilicate glass BS 3.3
KIP-Nummer HD-KIP 25-40
KIP-Gruppe(n) F3
Dokumentart Bachelorarbeit
Abstract (de)

Die Eigenschaften amorpher Festkörper bei niedrigen Temperaturen unterscheiden sich von denen von Kristallen aufgrund von atomaren Tunnelsystemen (TS). Diese TS sind verantwortlich fur niederenergetische Anregungen in amorphen ¨ Festkörpern. Das Standard Tunnel Modell (STM) beschreibt diese Eigenschaften phänomenologisch. Das STM beschreibt TS als zwei Niveau Systeme mit einer homogen verteilten Energieaufspaltung und Asymetrieenergie. In dieser Arbeit werden die dielektrischen Eigenschaften der Probe BS 3.3, einem amorphen Festkörper, untersucht. Dies geschieht indem wir unsere Probe einem elektrischen Feld aussätzen, während wir die Energieaufspaltung mit einem mechanischem Verzerrungsfeld modifizieren. Ein mikrostrukturierter LC-Resonator, welcher auf unsere Probe gesputtered wird, wurde fur diese Messungen benutzt. Das ¨ mechanische Verzerrungsfeld wird durch Biegung der Probe mit einem piezoelektrischen Aktuator (PEA) erzeugt und koppelt an die TS aufgrund deren deformations Potentials. Wir zeigen dass die fur ein elektrisches Vorspannungsfeld entwickelte ¨ Landau-Zener Theorie mit einem mechanischen Zerrungsfeld gemessene Daten beschreiben kann.

Abstract (en)

The properties of amorphous solids at low temperatures deviate in comparison to their crystalline counterparts because of low energy excitations, occurring due to atomic Tunneling Systems (TSs). The Standard Tunneling Model (STM) allows for a phenomenological description of these properties. The STM expresses the TSs at sufficiently low temperatures as two level systems with a flatly distributed energy splitting. In this thesis, the dielectric rf-response of BS 3.3 glass is studied by probing the sample with an electric field while varying the energy splitting by applying a mechanical strain field. A microfabricated superconducting LC-resonator, sputtered on the sample, was used for these measurements. The strain field is applied by bending the sample with a piezoelectric actuator and couples the TSs to the field via the deformation potential. We show that a framework based on Landau-Zener transitions, originally developed for the description of electrically biasing, can also describe our mechanical biasing measurements.

bibtex
@mastersthesis{BaHer,
  author   = {jonathan Friedrich Herbrich},
  title    = {Mechanical strain field driving Landau-Zener transitions in the borosilicate glass BS 3.3},
  school   = {Universität Heidelberg},
  year     = {2025},
  type     = {Bachelorarbeit}
}
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