University, Diss., 2000--Paderborn.

Techn. Universiẗat, Diss., 2000--Dresden.

On a global scale, the deployment of wind power plants is soaring. However, the availability of their construction materials could be a potential bottleneck, a problem rarely discussed in literature so far. Rare earth elements represent the most critical materials in terms of high economic importance, supply risk and environmental risk. This study therefore provides a market analysis of rare earths, ascertaining that geological scarcity is not the main problem. Instead, four kinds of market failure are identified: market power, co-production, by-production and negative externalities. Altogether, the market for rare earth metals is in a state of severe disequilibrium. Subsequently, an estimate of future rare earth demand patterns based on the wind power industry by 2050 reveals that the current level of supply is unlikely to be sufficient in the long run. To allow for a more elaborate analysis, two options of including a rare earth side condition in an integrated assessment model are finally suggested.

Dresden, Techn. Univ., Diss., 2000.

Dresden, Techn. Univ., Diss., 2001.

Techn. University, Diss., 2004--Dresden.

The focus of this thesis lies on the thermoelectric transport properties of rare-earth compounds containing Ce, Eu, and Yb. These systems have been investigated either to study fundamental problems or to evaluate their potential for thermoelectric applications.

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In dieser Arbeit wurden mit Hilfe von Transportmessungen – vor allem mit thermischem Transport bei sehr tiefen Temperaturen – intermetallische Seltenerdverbindungen untersucht. Diese Materialien sind oft durch starke elektronische Korrelationen gekennzeichnet, die zu neuartigen Eigenschaften führen. Um die Wechselwirkungen in den untersuchten Systemen zu beeinflussen, führten wir ein Magnetfeld als zusätzlichen Parameter ein. Damit untersuchten wir drei Fragestellungen. Im ersten Teil überprüften wir die Gültigkeit des Wiedemann-Franz-Gesetzes in YbRh2Si2. Dieses Material zeigt einen durch ein kleines Magnetfeld induzierten quantenkritischen Punkt, für dessen unkonventionelle Eigenschaften es noch keine allgemein etablierte mikroskopische Theorie gibt. Mit Hilfe des Wiedemann-Franz-Gesetzes haben wir untersucht, ob eine solche Theorie im Rahmen des Quasiteilchenbildes formuliert werden kann. Während wir eine Bestätigung für Magnetfelder abseits des quantenkritischen Punktes zeigen, ergibt unsere Analyse direkt am quantenkritischen Punkt eine Verletzung des Weidemann-Franz-Gesetzes. Dies hat weitreichende physikalische Folgen, da eine Verletzung den Zusammenbruch des Konzeptes von Quasiteilchen impliziert. In der zweiten Studie untersuchten wir die Kondogittersysteme YbRh2Si2 und CeRu2Si2 in Magnetfeldern mit Energien von der Größenordnung der Kondotemperatur. Beide Systeme zeigen bislang ungeklärte feldinduzierte Übergänge mit sehr unterschiedlichen Signaturen jedoch den selben Vorschlägen für deren Ursache: ein abrupter Zusammenbruch des Kondoeffekts oder ein Lifshitzübergang. Mit Thermokraft- und Widerstandsmessungen konnten wir für CeRu2Si2 zeigen, dass auch der thermische Transport kompatibel mit einem Lifshitzübergang ist. Ein globales Modell, das thermodynamische Größen mit einschließt, ist jedoch weiterhin nicht vorhanden. In YbRh2Si2 detektierten wir anstatt eines einzelnen, insgesamt drei Übergänge in höheren Magnetfeldern. Mithilfe einer sehr guten Übereinstimmung von renormalisierten Bandstrukturrechnungen mit unseren und früheren Experimenten, können wir die Entwicklung von YbRh2Si2 im Magnetfeld als Superposition von einer stetigen Unterdrückung des Kondoeffekts und drei Lifshitzübergängen beschreiben. Im dritten Projekt untersuchten wir den supraleitenden Ordnungsparameter von LaPt4Ge12. Während frühere Experimente auf konventionelle Supraleitung hindeuten, wird für das eng verwandte PrPt4Ge12 unkonventionelle und/oder Multiband-Supraleitung diskutiert. Resultate an der Substitutionsreihe LaxPr1-xPt4Ge12 suggerieren jedoch kompatible Ordnungsparameter für beide Verbindungen. Unsere Ergebnisse der spezifischen Wärme und der temperatur- und feldabhängigen Wärmeleitfähigkeit an LaPt4Ge12 sind kompatibel mit dem Modell konventioneller Supraleitung ohne Nullstellen im der supraleitenden Bandlücke. Die Abhängigkeit der Wärmeleitfähigkeit vom Feldwinkel zeigt unerwartet umfangreiche Oszillationsmuster. Während solche Oszillationen oft als Zeichen von Nullstellen in der Bandlücke interpretiert werden, konnten wir die meisten Frequenzen anderen Ursachen zuordnen. Eine sehr genaue Analyse von winkelabhängigen Messungen ist daher unabdingbar, um daraus Schlussfolgerungen für den Ordnungsparameter ziehen zu können.

On a global scale, the deployment of wind power plants is soaring. However, the availability of their construction materials could be a potential bottleneck, a problem rarely discussed in literature so far. Rare earth elements represent the most critical materials in terms of high economic importance, supply risk and environmental risk. This study therefore provides a market analysis of rare earths, ascertaining that geological scarcity is not the main problem. Instead, four kinds of market failure are identified: market power, co-production, by-production and negative externalities. Altogether, the market for rare earth metals is in a state of severe disequilibrium. Subsequently, an estimate of future rare earth demand patterns based on the wind power industry by 2050 reveals that the current level of supply is unlikely to be sufficient in the long run. To allow for a more elaborate analysis, two options of including a rare earth side condition in an integrated assessment model are finally suggested.