KIP-Veröffentlichungen

In dieser Arbeit wird der Einfluss von Vorspannungsrauschen auf die dielektrischen Eigenschaften von Borosilikatglas BS 3.3 mithilfe eines darauf aufgebrachten mikrostrukturierten LC-Resonators aus supraleitendem Niob bei einer Temperatur von 30mK untersucht. Ein Netzwerkanalysator regt den Resonator induktiv an, worauf das elektrische Feld des Kondensators mit den Tunnelsystemen des Glases wechselwirkt. Gleichzeitig werden die Resonanzkurven des Resonators ausgelesen, woraus auf das dielektrische Verhalten der Probe geschlossen wird. Landau-Zener-Übergänge im Glas werden durch ein über eine Deckelektrode eingespeistes Vorspannungsrauschen ermöglicht. Die beobachtete Abhängigkeit des dielektrischen Verlusts von der Amplitude der Anregungsfeldstärke im Gleichgewicht bestätigt die theoretische Erwartung. Der Verlust nimmt mit steigender Amplitude der Feldstärke durch Sättigung der Tunnelsysteme ab. Bei zugeschaltetem Vorspannungsrauschen setzen Sättigungseffekte durch die induzierten Landau-Zener-Übergänge erwartungsgemäß später ein. Daraus lässt sich auf eine verminderte transversale Relaxationszeit durch zusätzliche Dephasierung schließen. Darüber hinaus kann eine Erhöhung des Verlusts durch steigende Rauschvorspannungsamplituden bei konstanten Anregungsleistungen bestätigt werden. Eine Untersuchung des Realteils der dielektrischen Funktion lässt den Schluss auf eine Temperaturerhöhung der Probe bei hohen Vorspannungsamplituden zu, die schließlich zu einem Abfall des Verlusts führt.

In this work, the influence of electric bias noise on the dielectric properties of borosilicate glass BS 3.3 is investigated using a microstructured LC-resonator at a temperature of 30mK. A network analyzer inductively excites the resonator, causing the electric field of the capacitor to interact with the tunneling systems of the sample. At the same time, the resonance curves of the resonator are measured, allowing conclusions to be drawn about the dielectric behavior of the glass. Landau-Zener transitions in the glass are enabled by the bias noise. The dependence of dielectric loss on the amplitude of the driving field strength in equilibrium is in line with the theoretical expectation. Due to the saturation of the tunneling systems the loss decreases with increasing field strength. With bias noise applied, saturation effects caused by the Landau-Zener transitions set in at higher driving field strengths. This indicates a reduced transverse relaxation time. Furthermore, an increase in loss with increasing bias noise at constant excitation power can be confirmed. A look at the real part of the dielectric function allows the conclusion that the sample temperature increases at high bias amplitudes, which ultimately leads to a reduction of the loss.