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Christian Werner
Nichtlineare Dynamik und Stromkonversion von Systemen mit Ladungsdichtewelle
Betreuer: Prof. Dr. Ulrich Eckern [Theoretische Physik II]
Datum der mündlichen Prüfung: 06.03.1997
84 Seiten, deutsch , ISBN 3-8265-2480-2 (Shaker Verlag, Aachen 1997)
Die vorliegende Arbeit behandelt die Dynamik von Systemen mit Ladungsdichtewelle (LDW), die sich als Tieftemperaturphase in vielen quasi-eindimensionalen Metallen ausbildet. Wegen der nichtlinearen Kopplung von St"orstellen des Materials an die LDW kommt es zu ausgepr"agten Effekten wie einer nichtlinearen Leitf"ahigkeit und Pinning. W"ahrend "altere Arbeiten Entwicklungen im Unordnungspotential verwenden, wird hier das ungeordnete System auf ein effektives wechselwirkendes System abgebildet, das die unordnungsgemittelte Phasendynamik beschreibt. Die effekive Wirkung enth"alt einen hochgradig nichtlinearen und zeitlichen nichtlokalen Term, so dass die Behandlung kleiner Felder bzw. Driftgeschwindigkeiten der LDW nichtperturbative Zug"ange notwendig macht. Es wurde in einem relativ allgemeinen Rahmen eine funktionale Differentialgleichung f"ur das erzeugende Funktional der verbundenen Green-Funktionen hergeleitet. Sie erm"oglicht die Aufstellung von selbstkonsistenten Gleichungssystemen zur Bestimmung der Green-Funktionen. Die Anwendung eines, in dieser Arbeit Hartree-N"aherung genannten, Gleichungssystems auf die nichtlineare Leitf"ahigkeit ergibt ein Schwellenfeld, bei dem die Leitf"ahigkeit um mehrere Gr"ossenordnungen w"achst. Auch zeigen verschiedene Gr"ossen, wie die Korrelationsl"ange der Phasenfluktuationen, Skalenverhalten. Es wird zus"atzlich ein einfaches Modell f"ur den gepinnten Zustand angegeben, das auf einer Erweiterung der urspr"unglichen Wirkung beruht und Aussagen "uber Schwellenfeldst"arke und Dielektrizit"atsfunktion erm"oglicht. Eine andere Frage im Zusammenhang mit der LDW stellt sich bei der Stromkonversion an Kontakten, wo die LDW lokal zusammenbrechen muss (Phasenschlupf), um das Einf"ugen neuer Wellenfronten zu erm"oglichen. Dieser Prozess verzerrt die LDW. Bei elektrischen Messungen "aussert sich das durch Auftreten der sog. Phasenschlupfspannung. Ein verbessertes Modell wird vorgestellt, um den gegenseitigen Einflu"s von Verzerrung und Phasenschlupfrate zu beschreiben.