Mechanische Verlustmessungen an Materialien für die Präzisionsmesstechnik

Auf dem aktuellen Stand der Technik stellen fundamentale physikalische Rauschprozesse eine signifikante Limitierung der maximal erreichbaren Empfindlichkeit in der Präzisionsmesstechnik dar. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem Einfluss von thermischem Rauschen auf die Ortsauflösung ausgewählter Anwendungen. Dabei liegt der Fokus auf der Reduzierung des thermischen Rauschens durch eine gezielte Einflussnahme auf einen Materialparameter, den sogenannten mechanischen Verlust und den Einsatz tiefer Temperaturen. Neben dem Vergleich verschiedener amorpher und kristalliner Materialien werden Beschreibungsansätze für die Temperatur- und Frequenzabhängigkeit der jeweiligen mechanischen Verluste diskutiert. Dabei wurde versucht, die beobachteten Ergebnisse auf fundamentale physikalische Verlustprozesse wie die thermoelastische Dämpfung, Phonon-Phonon-Wechselwirkungen und thermisch aktivierte Defektprozesse zurückzuführen. Weiterhin wird neben dem mechanischen Verlust von Bulkmaterialien besonderes Augenmerk auf das Verlustverhalten dünner dielektrischer Schichten zur Erzeugung von Ver- und Entsiegelungen gelegt und Ansätze für eine Verlustreduzierung aufgezeigt. Auf der Basis der im Rahmen dieser Arbeit erhaltenen Resultate lassen sich Impulse ableiten, die z.B. in Bezug auf den Nachweis von Gravitationswellen zu einer signifikanten Steigerung der Detektionsempfindlichkeit führen