Thermische Eigenschaften von supraleitenden massiven metallischen Gläsern bei ultratiefen Temperaturen

Im Rahmen dieser Arbeit wurden erstmalig die thermischen Eigenschaften von supraleitenden massiven metallischen Gläsern im Temperaturbereich zwischen 6mK und 300K untersucht. Die Messung der Wärmeleitfähigkeit bietet die Möglichkeit fundamentale Wechselwirkungsmechanismen zu beobachten, die den Wärmetransport in Festkörpern bestimmen. Bei ultratiefen Temperaturen wurde hierfür eine neuartige berührungsfreie Messmethode verwendet. Diese basiert auf einer optischen Heiztechnik und paramagnetischen Temperatursensoren, die über SQUID-Magnetometer ausgelesen werden. Die Messergebnisse lassen sich weit unterhalb von TC durch die resonante Streuung der Phononen an atomaren Tunnelsystemen beschreiben. Oberhalb von Tc kann der phononische Beitrag zur Wärmeleitfähigkeit mithilfe eines Modells erfolgreich beschrieben werden, das neben Elektronen und Defekten lokalisierte Moden als zusätzliche Streuzentren für Phononen berücksichtigt. Zur experimentellen Erschließung des Mikrokelvinbereichs wurde ein adiabatischer Kernentmagnetisierungskryostat aufgebaut. Die Badtemperatur wurde mit einem neuartigen Rauschthermometer bestimmt, das zum ersten Mal eine kontinuierliche Temperaturmessung in diesem Bereich ermöglicht. Dafür wird das magnetische Johnson-Rauschen eines massiven Kupferzylinders gleichzeitig durch zwei SQUID-Magnetometer induktiv ausgelesen. Die anschließende Kreuzkorrelation unterdrückt das Verstärkerrauschen um mehr als eine Größenordnung. Das Thermometer wurde zwischen 42µK und 0,8K charakterisiert, wobei keine Abweichungen vom erwarteten linearen Verhalten zwischen der Rauschleistung und der Temperatur festgestellt wurde