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Andrei Pimenov

• Die Aufklärung der Mechanismen der Hochtemperatursupraleitung ist das Ziel vieler theoretischer und experimenteller Arbeiten. Zum Verständnis des Ladungstransports in supra- sowie normalleitender Phase ist die Kenntnis der Leitfähigkeit eine wichtige Voraussetzung. In dieser Arbeit wird die AC-Leitfähigkeit mit speziell dafür entwickelten Methoden im MHz-Bereich bestimmt. Das nach Definition direkte Verfahren zur experimentellen Bestimmung der Leitfähigkeit ist die Messung des elektrischen Feldes in der Probe unter Anregung eines definierten Stromes. Meistens wird der Strom in der Probe mit Hilfe von Kontakten induziert. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, dass die Kontakte nichtideale elektrische Eigenschaften besitzen und damit die Ergebnisse stark beeinflussen können. Die Probleme sind am gravierendsten bei Experimenten mit sehr gut leitenden Proben. Es ist aber auch möglich, kontaktfrei Wechselströme in der Probe anzuregen und so die Leitfähigkeit zu messen. Damit könnenDie Aufklärung der Mechanismen der Hochtemperatursupraleitung ist das Ziel vieler theoretischer und experimenteller Arbeiten. Zum Verständnis des Ladungstransports in supra- sowie normalleitender Phase ist die Kenntnis der Leitfähigkeit eine wichtige Voraussetzung. In dieser Arbeit wird die AC-Leitfähigkeit mit speziell dafür entwickelten Methoden im MHz-Bereich bestimmt. Das nach Definition direkte Verfahren zur experimentellen Bestimmung der Leitfähigkeit ist die Messung des elektrischen Feldes in der Probe unter Anregung eines definierten Stromes. Meistens wird der Strom in der Probe mit Hilfe von Kontakten induziert. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, dass die Kontakte nichtideale elektrische Eigenschaften besitzen und damit die Ergebnisse stark beeinflussen können. Die Probleme sind am gravierendsten bei Experimenten mit sehr gut leitenden Proben. Es ist aber auch möglich, kontaktfrei Wechselströme in der Probe anzuregen und so die Leitfähigkeit zu messen. Damit können einige der Probleme, die üblicherweise durch die Kontakte verursacht werden, umgangen werden. Man kann alle kontaktfreien Methoden in zwei Gruppen einteilen, abhängig davon, durch welches Feld der Strom in die Probe induziert wird: Kapazitive Methoden (elektrisches Feld) und Induktive Methoden (magnetisches Feld). Die beiden Gruppen von Messverfahren werden im Allgemeinen verschiedene Messgeometrien bedingen und sich auf verschiedene Probentypen und Frequenzbereiche beziehen. Thema dieser Arbeit ist die Entwicklung eines kontaktfreien Verfahrens im Radiofrequenzbereich (ν ~ 1 MHz ÷ 10 GHz) in welchem die temperaturabhängige komplexe Leitfähigkeit von verschiedenen Proben untersucht werden soll. Die Experimente beziehen sich auf konventionelle Supraleiter (Blei - bulk) und Hochtemperatursupraleiter. Die Arbeit ist folgendermaßen gegliedert: In Kapitel 1 und 2 werden einige der Schwierigkeiten analysiert, die bei der Kontaktmessung auftreten und es werden die Hauptideen des kontaktfreien Verfahrens dargestellt. Kapitel 3 beschreibt die experimentellen Messgeometrien von beiden kontaktfreien Kopplungstypen und stellt die Methoden zur Berechnung der Probeneigenschaften aus den Resonatorparametern dar. In Kapitel 4 werden die Möglichkeiten zur experimentellen Analyse der elektrischen Eigenschaften der Supraleiter dargestellt. Teil 4.2 bezieht sich auf das Problem der Berechnung der komplexen Leitfähigkeit von Blei im supraleitenden Zustand aus den experimentellen Daten. Kapitel 5 enthält die Messergebnisse und Diskussionen, wobei die Schwerpunkte und Ziele der Untersuchungen an den verschiedenen Proben in separaten Unterkapiteln (5.1.1 und 5.2.1) benannt werden.…