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AG Scheer
Mesoscopic Systems

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Hauptseminar "Supraleitung" - WS 05/06

E. Scheer & A. Erbe

Do. 8:30 - 10:00 Uhr, P1012

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In diesem Seminar werden die grundlegenden Phänomene der Supraleitung vorgestellt sowie deren theoretische Beschreibungen durch die BCS-Theorie vorgestellt. Phasenkohärente Phänomene wie die Josephson-Effekte und deren Anwendungen als hochauflösende Messinstrumente (SQUIDS) werden in zwei Vorträgen bearbeitet werden. Neuen supraleitenden Materialien wie den oxidischen Hochtemperatursupraleitern oder Borkarbiden werden ebenfalls ein bis zwei Vorträge gewidmet sein. Zum Abschluss werden auch Themen der so genannten mesoskopischen Supraleitung bearbeitet werden, in denen die mikroskopischen Mechanismen der Supraleitung in Nanostrukturen besprochen werden.

In this seminar we address the basic phenomena of superconductivity as well as their theoretical description through the BCS theory. Further subjects of talks include the Josephson effects and their application, new superconducting materials (HTCS, boron carbides,...) and the so-called mesoscopic superconductivity which comprises the microscopic mechanism of superconductivity in nanostructures.Hauptseminar "Supraleitung" - WiSe 2005/2006

DatumVortragstitelVortragende/er
20.10.05Einführung in das Seminar und über Vortragstechnikendie Betreuer
Vortrag 1
27.10.05

Elektronische Eigenschaften von Metallen

Freie Elektronen in Festkörpern:
Drude-Modell: AM 2-11, 20-25
Sommerfeld-Modell: AM 30-53, 58-62 / IL 105-118
Metalle in normal leitendem Zustand
el. Transport, therm. Leitfähigkeit, magn. Suszeptibilität, Hall-Effekt:

Po: Kap. 1, 1-20, teilw. Kap. 4

Daniel Mutter
Vortrag 2
03.11.05

Grundlegende Phänomene der Supraleitung: Widerstandsloser Transport und Meissner-Ochsenfeld-Effekt, Dauerstrom, perfekter Diamagnetischmus, Abschirmströme, kritische Temperatur, kritisches Feld, Isotopeneffekt

Bu: Kap. 1, 1-28, Po: Kap. 2, 21-57

Elmar Feuerbacher
Vortrag 3
10.11.05

Phänomenologische Modelle: London'sche Gleichungen, Ginzburg-Landau-TheorieGinzburg-Landau-Theorie, London'sche Gleichungen, Flussquantisierung, Eindringtiefe

Po: Kap. 5, 121-158 / Ti:

Sebastian Gattenlöhner
Vortrag 4
17.11.05

Supraleiter im Magnetfeld

Typ I-, Typ II-Supraleiter, kritischer Strom, Magnetisierung

Bu: Kap. 5-7, 115-180 / Po: Kap. 9-10, 265-353

Reimar Waitz
Vortrag 5
24.11.05

Grundzüge der BCS-Theorie: Cooper-Paare und Elektron-Phonon-Wechselwirkung

BCS, Cooper-Paare, Ordnungsparameter, Energiedichte, Spez. Wärme

Ti: Kap. 2, 16-42, Po: Kap. 6, 149-168, IL: Kap. 10.3, 222-249

Daniel Benner
Vortrag 6
01.12.05

Bestätigungen BCS-Theorie: Isotopeneffekt, R=0, Energielücke, Quasiteilchentunneln

Isotopeneffekt, R=0, Tunneleffekt, Ultraschallabsorption, Kernspin-Relaxation

Ti: Kap. 2, 43-57, Po: Kap. 13, 401-424Bu: Kap. 3, 45-60 (IL: Tafel IX, 280ff)

Stefan Egle
Vortrag 7
08.12.05

Josephson-Effekte: Stromfluss ohne Spannung, Wechselspannung durch Phasendifferenz

AC-, DC-Josephson Effekt

Po: Kap. 13, 426-450, Ti: Kap. 6 192-209, Bu: Kap. 3.4, 72-98

Uta Eberlein
Vortrag 8
15.12.05

Anwendungen der Josephson-Effekte: SQUIDS
DC-SQUID, RF-SQUID, Magnetfeldmessung, Spannungsmessung, Flusskopplung

Bu: Kap. 9, 289-303, Ti: Kap. 6.6, 212-226, Po: Kap. 13, 451-452
J.C. Gallops, SQUIDS …, Hilger Verlag, 1991
Barone und Baterner, Josephson effects

Sarah Gindner
Vortrag 9
12.01.06

Transporteigenschaften von Supraleitern: kritischer Strom, Zwischenzustand

Hall-Effekt, Wärmeleitfähigkeit, thermoelektrische und thermomagnetische Effekte, kritische Ströme, Flux flow, Flux creep

Po: Kap. 14, 461-492, Bu: Kap. 7, 167-188

Martin Schlipf
Vortrag 10
19.01.06

Kontakte zwischen Normalleitern und Supraleitern: Andreev-Reflexion und Proximity-Effekt

Andreev-Reflexion, Proximity-Effekt, BTK, Review Artikel von H. Courtois, C. Bruder (über ES)

Ti: Kap. 11, 5.1, 423-425, Bu: Kap. 8, R. Parks Vol. II, Superconductivity

Andreas Hermann
Vortrag 11
26.01.06

Eigenschaften von Hochtemperatursupraleitern (HTSL) und neue Quanteneffekte in HTSL

Ordnungsparameter, Antiferromagn. Fluktuation, Paarungssymmetrie, Anisotropie, Pseudogap, Kohärenzlänge, Kupferoxidschichten, Flußquantisierung, Josephson-Effekt

M. Sigrist, Physik in unserer Zeit 27, 106 (1996)

19. IFF Ferienkurs, Kap. 20

(D.L. Cox, M.B. Maple, Physics Today, Febr. 1995, S. 32)

(M. Sigrist, K. Ueda, Rev. Mod. Phys. 63, 239 (1991)

Fabian Mohn
Vortrag 12
02.02.06

Weitere Eigenschaften und Anwendungen der HTSL

Magnete, Kabel, SQUIDS, Strombegrenzer, Verstärker, Strahlungsmesser, Wärmeschalter

Bu: Kap. 7

René Kellenbenz
Vortrag 13
09.02.06

Mesoskopische Supraleitung

Betreuung W. Belzig

Literatur Übersichtsartikel von C. Bruder (über W. Belzig)

Stefan Weber