Macroscopic quantum tunneling in a dc SQUID: Instanton splitting

The theory of macroscopic quantum tunneling is applied to a current-biased dc SQUID which constitutes a system of two interacting quantum degrees of freedom coupled to the environment. The decay probability is obtained in the exponential approximation for the overdamped case. Close to the critical driving force of the system, the decay of the metastable state is determined by a unique instanton solution describing the symmetric decay of the phases in each of the two Josephson juctions. Upon reducing the external driving force a new regime is reached where the instanton splits. The doubling of the decay channels reduces the decreasing of the decay rate in the quantum regime. A current-temperature phase diagram is constructed based on the Landau theory of phase transitions. Depending on the external parameters the system develops either a first- or a second-order transition to the split-instanton regime. © 1994 The American Physical Society.

Eingefrorene Unordnung und Magnetismus in TiFe_1tn2-Laves-Phase-Dünnschichten

In der vorliegenden Arbeit wird die binäre intermetallische Verbindung TixFe1-x im C14 Laves-Phase Stabilitätsbereich anhand von dünnen Schichten untersucht. TiFe2 weist zwei energetisch nahezu entartete magnetische Grundzustände auf. Dies führt zu einer starken Korrelation von strukturellen und magnetischen Eigenschaften, die im Rahmen dieser Arbeit untersucht wurden. Es wurden daher epitaktische Schichten mit variabler Zusammensetzung im C14 Stabilitätsbereich auf Al2O3 (001)-orientierten Substraten mittels Molekularstrahlepitaxie präpariert und strukturell charakterisiert. Die temperatur- und magnetfeldabhängigen magnetischen Eigenschaften dieser Proben wurden mittels DC-SQUID Magnetisierungsmessungen bestimmt. Es zeigte sich eine magnetische Phasenseparation von Antiferromagnetismus und Ferromagnetismus in Abhängigkeit von der Zusammensetzung. Aus den charakteristischen Ordnungstemperaturen konnte ein magnetisches Phasendiagramm für dünne Schichten und niedrige Aligning-Felder erstellt werden. Ein Phasendiagramm für Volumenproben bei hohem Magnetfeld unterscheidet sich von diesem im Wesentlichen durch den Einfluß von Fe-Segregation in den Volumenproben, welche bei der epitaktischen Präparation nicht auftritt. Anhand von Monte-Carlo Verfahren, denen ein „quenched random disorder“ Modell zugrunde lag, wurde das Verhalten der Dünnschichtproben simuliert und daraus ein magnetisches Phasendiagramm abgeleitet. Das simulierte und experimentelle Phasendiagramm stimmt in den wesentlichen Punkten überein. Die Unterschiede sind durch die speziellen Wachstumseigenschaften von TiFe2 erklärbar. Als Ergebnis kann die magnetische Phasenseparation in diesem System als Auswirkung einer Symmetriebrechung durch Substitution in der Einheitszelle beschrieben werden.

Magnetostratigraphy of ODP Leg 207 sediments

Ocean Drilling Program (ODP) Sites 1257-1261 recovered thick sections of Upper Cretaceous-Eocene oceanic sediments on Demerara Rise off the east coast of Surinam and French Guiana, South America. Paleomagnetic and rock magnetic measurements of ~800 minicores established a high-resolution composite magnetostratigraphy spanning most of the Maastrichtian-Eocene. Magnetic behavior during demagnetization varied among lithologies, but thermal demagnetization steps >200°C were generally successful in removing present-day normal polarity overprints and a downward overprint induced during the ODP coring process. Characteristic remanent magnetizations and associated polarity interpretations were generally assigned to directions observed at 200°-400°C, and the associated polarity interpretations were partially based on whether the characteristic direction was aligned or apparently opposite to the low-temperature "north-directed" overprint. Biostratigraphy and polarity patterns constrained assignment of polarity chrons. The composite sections have a complete polarity record of Chrons C18n (middle Eocene)-C34n (Late Cretaceous).