Quantenphasenübergänge in den Schwere-Fermionen-Systemen Yb(Rh_{1-x}M_x)_2Si_2 und CePd_{1-x}Rh_x

Die Betrachtung von Schwere-Fermionen-Systemen stellt ein wichtiges Themengebiet im Bereich der Festkörperphysik dar. Das Verhalten von Schwere-Fermionen-Systemen wird durch die starken Korrelationen der magnetischen Momente der ungepaarten Spins der f-Elektronen bestimmt. Experimentell zugängliche Messgrößen sind dadurch bei tiefen Temperaturen stark erhöht, so dass sich diese Systeme besonders gut zur Untersuchung von Grundzustandseigenschaften eignen. Zentrales Thema dieser Arbeit ist die Untersuchung zweier intermetallischer Seltenerd-Verbindungen in Bezug auf Quantenphasenübergänge. Diese treten am absoluten Nullpunkt der Temperatur als Funktion eines anderen Parameters wie Magnetfeld, Druck oder chemischer Substitution auf und sind bei endlicher Temperatur durch Abweichungen physikalischer Messgrößen von der durch L. D. Landau aufgestellten Theorie der Fermi-Flüssigkeiten nachzuweisen. Zu diesem Zweck wurden Tieftemperaturexperimente bis hinab zu 20mK und in Magnetfeldern bis zu 18T durchgeführt. Es wurden elektrischer Widerstand, magnetische Wechselfeldsuszeptibilität, Magnetostriktion und thermische Ausdehnung gemessen.The investigation of heavy-fermion systems marks an important subject in the research field of solid state physics. The behaviour of heavy-fermion systems is dominated by the strong correlations of the magnetic moments of the unpaired f-electron spins. At low temperatures, experimentally accessible variables are strongly enhanced so that these systems are especially suited to analyse ground state properties. The central topic of this thesis is the investigation of two intermetallic rare-earth compounds with regard to quantum phase transitions. The latter occur at zero temperature as a function of parameters such as magnetic field, pressure or chemical substitution. They are traceable at finite temperature due to deviations of physical variables from the theory of Fermi liquids established by L. D. Landau. For this purpose, low-temperature experiments were performed down to 20mK and in magnetic fields up to 18T. Electrical resistivity, magnetic ac susceptibility, magnetostriction and thermal expansion were measured

Magnetization study of the energy scales in YbRh2_{2}Si2_{2} under chemical pressure

We present a systematic study of the magnetization in YbRh$_{2}$Si$_{2}$ under slightly negative (6?% Ir substitution) and positive (7% Co substitution) chemical pressure. We show how the critical field $H_{0}$, associated with the high-field Lifshitz transitions, is shifted to lower (higher) values with Co (Ir) substitution. The critical field $H_{\mathrm{N}}$, which identifies the boundary line of the antiferromagnetic (AFM) phase $T_{\mathrm{N}}(H)$ increases with positive pressure and it approaches zero with 6% Ir substitution. On the other side, the crossover field $H^{*}$, associated with the energy scale $T^{*}(H)$ where a reconstruction of the Fermi surface has been observed, is not much influenced by the chemical substitution.}{Following the analysis proposed in Refs.\,\cite{Paschen2004,Gegenwart2007,Friedemann2009,Tokiwa2009a} we have fitted the quantity $\tilde{M}(H)=M+(dM/dH)H$ with a crossover function to indentify $H^{*}$. The $T^{*}(H)$ line follows an almost linear $H$-dependence at sufficiently high fields outside the AFM phase, but it deviates from linearity at $T \le T_{\mathrm{N}}(0)$ and in Yb(Rh$_{0.93}$Co$_{0.07}$)$_{2}$Si$_{2}$ it changes slope clearly inside the AFM phase. Moreover, the FWHM of the fit function depends linearly on temperature outside the phase, but remains constant inside, suggesting either that such an analysis is valid only for $T \ge T_{\mathrm{N}}(0)$ or that the Fermi surface changes continuously at $T = 0$ inside the AFM phase.}}Comment: 6 pages, 4 figure

Single crystal growth of YbRh2Si2 and YbIr2Si2

We report on the single crystal growth of the heavy-fermion compounds YbRh2Si2 and YbIr2Si2 using a high-temperature indium-flux technique. The optimization of the initial composition and the temperature-time profile lead to large (up to 100 mg) and clean (\rho_0=0.5 \mu\Omega cm) single crystals of YbRh2Si2. Low-temperature resistivity measurements revealed a sample dependent temperature exponent below 10 K, which for the samples with highest quality deviates from a linear-in-T behaviour. Furthermore, we grew single crystals of the alloy series Yb(Rh_(1-x)Ir_x)2Si2 with 0<x<0.23 and report the structural details. For pure YbIr2Si2, we establish the formation of two crystallographic modifications, where the magnetic 4f-electrons have different physical ground states.Comment: Invited paper for the Symposium on `Design, Discovery and Growth of Novel Materials' in the Philosophical Magazin

Ermittlung des Verbrauchs biogener Festbrennstoffe im Sektor Gewerbe,Handel, Dienstleistungen (GHD-Sektor)

Die Politik hat sich sowohl auf nationaler als auch auf europäischer Ebene ambitionierte Ziele zum Ausbau erneuerbarer Energien und zur Minderung der Treibhausgasemissionen gesetzt. Im Nationalen Aktionsplan für Erneuerbare Energien der Bundesrepublik Deutschland sind diese Ziele bis zum Jahr 2020 definiert. Der Anteil erneuerbarer Energien bei der Bereitstellung von Wärme und Kälte soll demnach von 6,6 % auf 15,5 % des Bruttoendenergieverbrauches steigen. Entsprechend der zunehmenden Bedeutung der solarthermischen, oberflächennahen und geothermischen Wärme wird der relative Anteil der Biomasse abnehmen. Mit den im Nationalen Aktionsplan aufgeführten 79 % leistet sie dennoch einen essentiellen Betrag im regenerativen Wärmemarkt [BMU 2010]. [... aus der Einleitung

Quantenphasenübergänge in den Schwere-Fermionen-Systemen Yb(Rh_{1-x}M_x)_2Si_2 und CePd_{1-x}Rh_x

Die Betrachtung von Schwere-Fermionen-Systemen stellt ein wichtiges Themengebiet im Bereich der Festkörperphysik dar. Das Verhalten von Schwere-Fermionen-Systemen wird durch die starken Korrelationen der magnetischen Momente der ungepaarten Spins der f-Elektronen bestimmt. Experimentell zugängliche Messgrößen sind dadurch bei tiefen Temperaturen stark erhöht, so dass sich diese Systeme besonders gut zur Untersuchung von Grundzustandseigenschaften eignen. Zentrales Thema dieser Arbeit ist die Untersuchung zweier intermetallischer Seltenerd-Verbindungen in Bezug auf Quantenphasenübergänge. Diese treten am absoluten Nullpunkt der Temperatur als Funktion eines anderen Parameters wie Magnetfeld, Druck oder chemischer Substitution auf und sind bei endlicher Temperatur durch Abweichungen physikalischer Messgrößen von der durch L. D. Landau aufgestellten Theorie der Fermi-Flüssigkeiten nachzuweisen. Zu diesem Zweck wurden Tieftemperaturexperimente bis hinab zu 20mK und in Magnetfeldern bis zu 18T durchgeführt. Es wurden elektrischer Widerstand, magnetische Wechselfeldsuszeptibilität, Magnetostriktion und thermische Ausdehnung gemessen.The investigation of heavy-fermion systems marks an important subject in the research field of solid state physics. The behaviour of heavy-fermion systems is dominated by the strong correlations of the magnetic moments of the unpaired f-electron spins. At low temperatures, experimentally accessible variables are strongly enhanced so that these systems are especially suited to analyse ground state properties. The central topic of this thesis is the investigation of two intermetallic rare-earth compounds with regard to quantum phase transitions. The latter occur at zero temperature as a function of parameters such as magnetic field, pressure or chemical substitution. They are traceable at finite temperature due to deviations of physical variables from the theory of Fermi liquids established by L. D. Landau. For this purpose, low-temperature experiments were performed down to 20mK and in magnetic fields up to 18T. Electrical resistivity, magnetic ac susceptibility, magnetostriction and thermal expansion were measured

Quantenphasenübergänge in den Schwere-Fermionen-Systemen Yb(Rh_{1-x}M_x)_2Si_2 und CePd_{1-x}Rh_x

Die Betrachtung von Schwere-Fermionen-Systemen stellt ein wichtiges Themengebiet im Bereich der Festkörperphysik dar. Das Verhalten von Schwere-Fermionen-Systemen wird durch die starken Korrelationen der magnetischen Momente der ungepaarten Spins der f-Elektronen bestimmt. Experimentell zugängliche Messgrößen sind dadurch bei tiefen Temperaturen stark erhöht, so dass sich diese Systeme besonders gut zur Untersuchung von Grundzustandseigenschaften eignen. Zentrales Thema dieser Arbeit ist die Untersuchung zweier intermetallischer Seltenerd-Verbindungen in Bezug auf Quantenphasenübergänge. Diese treten am absoluten Nullpunkt der Temperatur als Funktion eines anderen Parameters wie Magnetfeld, Druck oder chemischer Substitution auf und sind bei endlicher Temperatur durch Abweichungen physikalischer Messgrößen von der durch L. D. Landau aufgestellten Theorie der Fermi-Flüssigkeiten nachzuweisen. Zu diesem Zweck wurden Tieftemperaturexperimente bis hinab zu 20mK und in Magnetfeldern bis zu 18T durchgeführt. Es wurden elektrischer Widerstand, magnetische Wechselfeldsuszeptibilität, Magnetostriktion und thermische Ausdehnung gemessen.The investigation of heavy-fermion systems marks an important subject in the research field of solid state physics. The behaviour of heavy-fermion systems is dominated by the strong correlations of the magnetic moments of the unpaired f-electron spins. At low temperatures, experimentally accessible variables are strongly enhanced so that these systems are especially suited to analyse ground state properties. The central topic of this thesis is the investigation of two intermetallic rare-earth compounds with regard to quantum phase transitions. The latter occur at zero temperature as a function of parameters such as magnetic field, pressure or chemical substitution. They are traceable at finite temperature due to deviations of physical variables from the theory of Fermi liquids established by L. D. Landau. For this purpose, low-temperature experiments were performed down to 20mK and in magnetic fields up to 18T. Electrical resistivity, magnetic ac susceptibility, magnetostriction and thermal expansion were measured

KlimaCH4 - Klimaeffekte von Biomethan

Im Rahmen des Projektes „Klimaeffekte einer Biomethanwirtschaft“ (KlimaCH4) wurden durch das Deutsche Biomasseforschungszentrum zwei Methoden für Messungen von direkten Treibhausgasemissionen hinsichtlich ihrer Anwendbarkeit und Vergleichbarkeit untersucht. Im Rahmen konkreter Messungen wurden die direkten Emissionen, v. a. von Methan, an drei Biogasanlagen mit Methanaufbereitung zur Einspeisung ins Erdgasnetz quantifiziert. Diese Untersuchungen erfolgten einerseits direkt vor Ort mittels Leckagesuche, Einhausungen und „Open Chamber“-Messungen, andererseits indirekt mittels optischer Fernmessungen mit Tunable Diode Laser Absorption Spectrometry (TDLAS) und Quelltermrückrechnung mittels inverser Ausbreitungsmodellierung