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Keywords
- Gutzwiller approximation (2)
- Hubbard model (2)
- Non-equilibrium (2)
- Al-Basis-Zusatzwerkstoffe (1)
- Charge order (1)
- Drahtreinigung (1)
- Exchange interaction (1)
- Ferromagnetism (1)
- Landau (1)
- Lichtbogenlöten (1)
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Der Prozess des Lichtbogenlötens mit Al-Basis-Zusatzwerkstoffen ist in der Fertigungsindustrie stark verbreitet. Trotz alledem stellt die begrenzte Nutzungsdauer der Al-Basis-Zusatzwerkstoffe infolge der Oxidation noch heute ein erhebliches Problem dar. Hinzu kommt, dass die sich bildende Oxidschicht ein sehr guter Speicher für Wasserstoff, welches wiederum Poren in Lötungen verursacht, ist. Ziel der durchgeführten Entwicklung war es, durch eine Reduzierung und Vergleichmäßigung der Oxidschicht die Porosität der Verbindungen zu reduzieren, die Nutzungsdauer zu erhöhen sowie Reproduzierbare der Verbindungen zu verbessern.
Zum Erreichen dieser Ziele wurde eine kompakte, unmittelbar am Schweißgerät befindliche Drahtreinigungs- und -aktivierungseinheit entwickelt. Die Drahtreinigung erfolgt thermo-mechanisch mit einem übertragenen Plasmastrahl. Genutzt wird der Effekt der Entladung von Gas- und Metallionen an dem zu reinigenden Draht. Die Oberfläche des Drahtes wird aktiviert und die Oxidschicht sowie auch der Wasserstoffanteil reduziert. Nach der Plasmareinigung angelagerte Partikel werden mechanisch vom Draht entfernt.
Die entscheidenden Parameter der Drahtreinigung sind die Stromstärke, der Abstand zwischen Draht und Wolfram- Elektrode, der Schutzgasstrom (Argon) und die Drahtgeschwindigkeit. Stromstärke und Drahtgeschwindigkeit nehmen Einfluss auf die eingebrachte Energie pro Streckensegment. Der Abstand der Elektrode nimmt Einfluss auf die Form und Übertragung der Energie des Plasmas.
Als Resultat der Drahtreinigung und -aktivierung konnte eine deutliche Reduzierung der Porosität in den Verbindungen beobachtet werden. Dies führt zu einer erhöhten mechanischen Beanspruchbarkeit der Verbindungen. Die starke Schmauchbildung von Al-Mg-Basis-Drähten beim Löten mit Al-Mg-Basis-Drähten wurde deutlich reduziert. Das Zusetzen der Stromkontaktdüse konnte reduziert und deren Lebensdauer somit erhöht werden. Die Zahl der Prozessunterbrechungen wird somit verringert und ein prozesssicheres Arbeiten ermöglicht.
The time-dependent Gutzwiller approximation is rederived on the basis of a variational wave function which is a direct product of a Slater determinant and a coherent state. The latter can be related to the slave-boson formulation by Kotliar and Ruckenstein, and our approach offers a convenient way to generalize the theory towards the implementation of symmetry-broken states and the study of non-equilibrium phenomena. We discuss the concept with regard to applications in the linear response limit and for quenched antiferromagnetic order for which we evaluate the optical conductivity in non-equilibrium situations.
Phase separation and proximity effects in itinerant ferromagnet/superconductor heterostructures
(2018)
Heterostructures made of itinerant ferromagnets and superconductors are studied. In contrast to most previous models, ferromagnetism is not enforced by an effective Zeeman field but induced in a correlated single-band model (CSBM) that displays itinerant ferromagnetism as a mean-field ground state. In this model superconductivity and magnetism are both calculated self-consistently. We calculate the magnitude of the magnetization, the superconducting correlations, and variations of the charge density self-consistently for a superconducting-magnetic bilayer by solving the Bogoliubov–de Gennes equations on a two-dimensional lattice. We determine all three quantities as a function of the Coulomb repulsion U and the ferromagnetic exchange interaction J. The CSBM displays a variety of features not present in the Zeeman exchange model—for example, the occurrence of electronic phase separation and the competition of magnetic and superconducting orders far away from the interface.
We use the time-dependent Gutzwiller approximation for the single-band Hubbard model to analyze the non-equilibrium dynamics for stripe ground states. In particular, we are interested in the interplay between spin and charge dynamics which is analyzed by quenching the system either in the charge or spin sector. This allows us to investigate the coupled relaxation dynamics as a function of the supplied energy. Further insight is provided by mapping the Gutzwiller dynamics onto a time-dependent Landau approach which lacks the double occupancy contribution to the time-evolution but allows to tune the coupling between spin- and charge degrees of freedom.