Ultraclean carbon nanotubes and superconducting coplanar resonators: Materials, nano-electromechanics, and few-electron systems

Zusammenfassung (Englisch)

Scope of the thesis was the investigation of nano-electromechanical properties of carbon nanotubes, the preparation of a reliable fabrication process and measurement setup for coplanar waveguides, and work towards a combination of both systems. Regarding the properties of carbon nanotubes, numerical transmission calculations were performed for various chiralities in a parallel magnetic field to ...

Zusammenfassung (Englisch)

Scope of the thesis was the investigation of nano-electromechanical properties of carbon nanotubes, the preparation of a reliable fabrication process and measurement setup for coplanar waveguides, and work towards a combination of both systems.
Regarding the properties of carbon nanotubes, numerical transmission calculations were performed for various chiralities in a parallel magnetic field to obtain a more detailed understanding of the transport spectrum. In addition, the numerical transmission calculations are compared to the experimental data and an analytic model.
The coupling of electrons and vibrons of the longitudinal stretching mode was observed in a suspended carbon nanotube. Analysis led to a magnetic field dependent Franck-Condon coupling factor.
Regarding coplanar waveguides, first measurements of niobium superconducting quarter wavelength resonators were presented; internal quality factors up to 240000 were observed. The low temperature behavior of the resonance frequency and the internal quality factor were both well described by changes in the kinetic inductance fraction and the loss due to two-level systems present in the substrate material.

Übersetzung der Zusammenfassung (Deutsch)

Fokus dieser Arbeit war die Untersuchung nano-elektro-mechanischer Eigenschaften von Kohlenstoffnanoröhren, die Erstellung eines zuverlässigen Herstellungsprozesses und eines Messaufbaus für koplanare Wellenleiter und erste Schritte in Richtung der Kombination beider Systeme. Um die Transporteigenschaften von Kohlenstoffnanoröhren näher zu untersuchen, wurden numerische Transmissionsrechnung im ...

Übersetzung der Zusammenfassung (Deutsch)

Fokus dieser Arbeit war die Untersuchung nano-elektro-mechanischer Eigenschaften von Kohlenstoffnanoröhren, die Erstellung eines zuverlässigen Herstellungsprozesses und eines Messaufbaus für koplanare Wellenleiter und erste Schritte in Richtung der Kombination beider Systeme.
Um die Transporteigenschaften von Kohlenstoffnanoröhren näher zu untersuchen, wurden numerische Transmissionsrechnung im parallelen Magnetfeld für verschiedenste Chiralitäten durchgeführt. Zusätzlich wurden die numerischen Transmissionsrechnungen mit den experimentellen Daten und mit einem analytischen Modell verglichen.
In einer frei tragenden Kohlenstoffnanoröhre wurde eine Kopplung zwischen Elektronen und Vibronen der longitudinalen Stretching-Mode beobachtet. Auswertungen zeigten einen magnetfeldabhängigen Franck-Condon Kopplungsfaktor.
Bezüglich der koplanaren Wellenleiter wurden erste Messungen mit supraleitenden Lambda/4 – Resonatoren aus Niob durchgeführt, es wurden interne Gütefaktoren bis zu 240000 beobachtet. Das Tieftemperaturverhalten der Resonanzfrequenz und des internen Gütefaktors können sehr gut mit einer Änderung des kinetischen Induktivitätsanteils und dem Verlust durch Zwei-Niveausysteme im Substrat beschrieben werden.

Dokumentenart:	Hochschulschrift der Universität Regensburg (Dissertation)
Datum:	7 April 2017
Begutachter (Erstgutachter):	Dr. Andreas K. Hüttel
Tag der Prüfung:	6 April 2016
Institutionen:	Physik > Institut für Experimentelle und Angewandte Physik > Lehrstuhl Professor Weiss > Arbeitsgruppe Christoph Strunk
Stichwörter / Keywords:	carbon nanotubes, coplanar resonators, nano-electro-mechanics
Dewey-Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
Status:	Veröffentlicht
Begutachtet:	Ja, diese Version wurde begutachtet
An der Universität Regensburg entstanden:	Ja
Eingebracht am:	07 Apr 2017 08:08
Zuletzt geändert:	07 Apr 2017 08:08
Dokumenten-ID:	33702

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