Plenarvorträge - DPG-Tagungen

Tiefe Temperaturen Dienstag
TT 12.2 Di 14:45 H20
Fast active high power switches on YBCO thin films — •Alois
Hiebl 1 , Kai Nummsen 1 , Helmut Kinder 1 , Werner Weck 2 , Anton
Müller 2 , and Hermann Schölderle 2 — 1 TU München, Physik
Department E10, 85748 Garching — 2 Fa. Magnet Motor, Petersbrunner
Str. 2, 82139 Starnberg
YBCO thin films have excellent switching properties at high power
levels and within microsecond time scale. We have studied the possibility
of using YBCO thin films not only as passive switches, as in the case
of resistive fault current limiters (FCL), but also as actively switchable
devices. We have investigated a new switching method with a radio frequency
(RF) trigger pulse directly applied to the superconducting strip
itself. The RF magnetic field is applied by various types of coils at frequencies
in the MHz - kHz range. The samples were prepared by thermal
co-evaporation on sapphire substrates in the form of strips with dimensions
10 mm x 42 mm and a thickness of 300 nm. No normal conducting
topcoat was used to retain higher switching powers. They were submerged
in liquid nitrogen and biased by a dc current. We observe the onset of a
dc voltage drop along the superconductor simultaneously with the leading
edge of the RF pulse. This voltage drop continues to increase over
several microseconds until the YBCO film switches into the normal state.
We present measurements for the frequency dependence of the switching
time, which decreases from 10 kHz to 45 MHz. For the RF induced
heating we present a theoretical explanation which we proved with a new
experimental setup. With the new setup short switching times are also
achievable, using a trigger pulse in the kHz range.
TT 12.3 Di 15:00 H20
Superconductively levitated transport system - the Supra-
Trans project — •O. de Haas, L. Schultz, C. Beyer, P. Verges
und G. Fuchs — Leibniz-Instistut für Festkörper und Werkstoffforschung
Dresden, Helmholtzstr. 20, 01069 Dresden
The development and creation of a full working prototype of a superconductively
levitated train is the aim of the SupraTrans project. It is
a joint venture between research institutes (IFW Dresden), universities
(Dresden University of Technology, University of Applied Sciences Dresden),
industrial companies (ELBAS GmbH-railway consulting and engineering,
Baumüller Kamenz-linear drives, CIDEON Bautzen-technical
engineering) and the Dresden Transportation Company (DVB). In our
contribution we will give a detailed insight into technology and physics
of the levitation system and surrounding parts.
The SupraTrans technology uses the flux pinning in melt textured
massive YBCO to stabilize the lateral and the vertical position of
the vehicle on top of the magnetic track. This self-stabilization is the
main advantage of the superconductive levitation in comparison to the
already used Transrapid-technology, which needs an electronic control
system to keep a constant distance between the train and the track. In
a first step, permanent magnets will be used for the prototype rail. In
further steps the permanent magnets will be replaced by electromagnets
that provide the magnetic field for levitation and guidance. Supported
by Sächsische Aufbaubank (SAB) and Sächsisches Staatsministerium für
Wirtschaft und Arbeit (SMWA).
TT 12.4 Di 15:15 H20
A new track for a superconductively levitated transport system
— •Christoph Beyer, Zongyou Ren, Oliver de Haas, Peter
Verges, Günter Fuchs, and Ludwig Schultz — Leibniz-Instistut
für Festkörper und Werkstoffforschung Dresden, Helmholtzstr. 20, 01069
Dresden
Based on investigations on a toy sized model levitation train[1], we have
constructed a new permanent magnetic track for a superconductively levitated
transport system, which will be the base of the demonstrator in
our SupraTrans project. First results exhibit similar levitation forces
compared to existing systems [2] with a three times lower material outlay.
The track is made out of a combination of Nd-Fe-B permanent magnets
and soft magnetic steel as flux collector. In the experimental setup we
used a rectangular bulk melt-textured YBCO block with the dimension of
30 ×90 ×15 mm. We achieved a maximum levitation force of around 200
N at 77 K and a vertical stiffness of 10 N/mm in zero-field-cooled mode.
Supported by Sächsische Aufbaubank (SAB) and Sächsisches Staatsministerium
für Wirtschaft und Arbeit (SMWA)
[1]L. Schultz et al.; Z. Metallkd. 93, 1057
[2]J. Wang et al.; Physica C 378-381, 809
15:30 Pause
TT 13 Messgeräte, Kryotechnik
Zeit: Dienstag 15:45–18:45 Raum: H20
Hauptvortrag TT 13.1 Di 15:45 H20
Anwendung supraleitender Quanteninterferenzdetektoren
in der Messtechnik — •Hans-Georg Meyer — Institut für
Physikalische Hochtechnologie e.V., Albert-Einstein-Straße 9, 07745
Jena
Supraleitende Quanteninterferenzdetektoren (SQUID) realisieren ein
schon lange bekanntes quantenelektronisches Meßprinzip, mit dem empfindlichste
magnetische Messungen durchgeführt werden können. Die bei
der SQUID-Fertigung erreichten Fortschritte und die Anwendung neuer
Techniken bei der Signalanalyse haben in den letzten Jahren zu einer
deutlichen Verbesserung der anwenderspezifischen SQUID-Technologie
geführt. Entsprechend rasch hat die SQUID-Meßtechnik immer neue Anwendungsfelder
besetzt. Der Bogen spannt sich von den traditionellen
Einsatzgebieten im Biomagnetismus (Magnetoenzephalogramm, Magnetokardiogramm)
über Zerstörungsfreies Testen, Geophysik (hier insbesondere
Lagerstättenerkundung), Altlastenerkundung, Archäometrie und
Röntgenspektroskopie bis hin zu neuen Feldern wie SQUID-Mikroskopie,
Astronomie und Niedrig-Feld-NMR. Ausgehend vom Meßprinzip wird der
Ausbau des SQUID als Magnetfeld-, Magnetfeldgradienten- und Stromsensor
diskutiert. An ausgewählten Beispielen werden der Weg zum kompletten
System und dessen meßtechnische Anwendung vorgestellt. Es
wird ein Ausblick auf neue Sensorkonzepte gegeben, die auf der SQUID-
Technologie aufbauen.
TT 13.2 Di 16:15 H20
Anwendung supraleitender Tunneldioden als hochauflösende
Röntgendetektoren — •Michael Huber, Klemens Rottler, Josef
Jochum und Franz von Feilitzsch — Physik-Department E15,
TU München, James-Franck-Str., 85748 Garching
Ein an der Technischen Universität München entwickelter
Tieftemperatur-Röntgendetektor, basierend auf einer supraleitenden
Tunneldiode mit phononisch gekoppeltem Pb-Absorber, erreichte bei
Bestrahlung mit 55 Mn-Röntgenstrahlung eine Energieauflösung von 10.8
eV bei 5.9 keV. Dies stellt die beste, bisher mit einer supraleitenden
Tunneldiode gemessene Energieauflösung in diesem Energiebereich dar.
Vorteile dieses Detektorsystems gegenüber anderen Tieftemperaturdetektoren
sind die hohe Zählratenfestigkeit und die Unempfindlichkeit
gegenüber Schwankungen der Arbeitstemperatur.
Im Vortrag werden Analysen zum Verständnis physikalischer
Energietransport- und -verlustprozesse im Detektor vorgestellt. Dies erlaubt
die Verbesserung anwendungsrelevanter Detektorcharakteristika
wie Signallinearität und Artefaktunterdrückung.
TT 13.3 Di 16:30 H20
Nano-scaled superconducting meanders as single-photon detectors
— •Andreas Engel 1 , Alexei Semenov 1 , Heinz-Wilhelm
Hübers 1 , Konstantin Il’in 2 , and Michael Siegel 2 — 1 Deutsches
Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Rutherfordstr. 2, 12489 Berlin —
2 Institut für Mikro- und Nanoelektronische Systeme, Universität Karlsruhe,
Hertzstr. 16, 76187 Karlsruhe
There is great need for sensitive, fast, and energy-dispersive photon
detectors in such diverse areas as far-infrared astronomy or x-ray spectroscopy.
Nano-scaled superconducting meanders biased with a direct
current slightly less than the critical current Ic(T) are promising candidates
to close some of the gaps. Depending on the desired application and
spectral range the thin (down to a few nm) and narrow (of the order of
100 nm or less) superconducting strips have to be fabricated from superconducting
materials with varying critical temperature and thus varying
energy gap ∆. An absorbed photon creates a hot spot with a normal
conducting core. The bias current is expelled from the normal conducting
core thereby increasing the current density in the side-walks until