Messung des oberen kritischen Magnetfelds von oberflächenbehandeltem Niob

Abstract

In dieser Arbeit wurden in Zusammenarbeit mit DESY (Deutsches Elektronen Synchrotron) die supraleitenden Eigenschaften von oberflächenbehandelten Niob-Proben gemessen. Um eine Transportstrommessung zu ermöglichen wurde ein Probenhalter für einen Durchflusskryostaten designt. Es konnten mithilfe dieser Messungen die kritische Temperatur Tc und das obere kritische Magnetfeld Hc2 bestimmt werden. Für weitere Messungen wurde auf ein SQUID-Magnetometer (Superconducting Quantum Interference Device) zurückgegriffen. Dieses ermöglicht Messungen des magnetischen Moments der Proben bei variierenden Temperaturen und Magnetfeldern. Anhand dieser Messungen konnten die Ergebnisse für Tc und Hc2 bestätigt werden. Es konnte auch gezeigt werden, dass bereits bei Magnetfeldern H > Hc2 supraleitende Effekte auftreten. Dies entspricht dem durch St. James und De Gennes gezeigten Verhältnis von Hc3 = r*Hc2, wobei Hc3 als oberes kritisches Magnetfeld der Oberflächensupraleitung bezeichnet wird. Der in dieser Arbeit erhaltene Proportionalitätsfaktor r = 3.45 ist größer als der theoretische Wert (r = 1.695) für Oberflächensupraleitung von reinen Proben. In dieser Arbeit wurden mögliche Erklärungen für die supraleitenden Effekte bei Magnetfeldern H > Hc2 behandelt.

In collaboration with DESY (Deutsches Elektronen Synchrotron), the superconducting properties of surface-treated Niobium samples were measured. A sample holder for transport current measurement within a continuous-flow cryostat was designed. From these measurements the critical temperature Tc and the upper critical field Hc2 of the Niobium samples were determined. A SQUID (Superconducting Quantum Interference Device) magnetometer was used for further measurements. This allows measurements of the magnetic moment of samples at varying temperaturesand magnetic fields. These measurements confirmed the results of Tc andHc2. It could also be shown that superconducting effects already occur at magnetic fields H > Hc2. This corresponds to the ratio of Hc3 = r*Hc2 as shown by St. James and De Gennes, where Hc3 is the upper critical magnetic field of surface superconductivity. The proportionality factor r = 3.45 obtained within this thesis is larger than the theoretical value (r = 1.695) for surface superconductivity of pure samples. Possible explanations for the superconducting effects at magnetic fields H > Hc2 were discussed in this thesis.