Nuclear magnetic resonance—a bulk, local probe of materials’ electronic properties—has been significant for theories of high-temperature superconducting cuprates. However, more recent NMR experiments revealed several contradictions in the early interpretation of the NMR data. This cumulative thesis, comprised of six publications, aims to develop a new phenomenology based on the entirety of Cu and O NMR shift and relaxation data. The data revealed that a suppression of the Cu shifts is behind the failure of the Korringa relation, while the Cu relaxation measured with one direction of the field (c||B0) is similar for all cuprates and is Fermi-liquid like. The Cu shift and relaxation anisotropies could be explained by assuming two-spin components with different doping and temperature dependencies. A later analysis of all planar O shift and relaxation showed that a metallic-like density of states is ubiquitous to all the cuprates, irrespective of doping and material, and carries a temperature-independent but doping-dependent pseudogap, as similarly seen in the electronic entropy. This temperature-independent pseudogap is behind the suppression of the Cu shifts, but it has no influence on the Cu relaxation. Additionally, the Cu shifts measured with the field perpendicular to the c-axis reveal a family dependence. We propose a two-spin component model, explaining the family dependence in the Cu shifts, the complex Cu shift anisotropy and relaxation, and the disparity in the temperature dependence between the Cu and O shifts. This model also accounts for the missing negative shift and the long-standing Cu orbital shift discrepancy. While these conclusions are phenomenological, they must be explained by a detailed theory of the cuprates

In dieser Arbeit werden niederfrequente optische Messungen an vier neuartigen Supraleitern vorgestellt. Im Bereich von 100 GHz bis 3 THz zeigen die vier untersuchten Systeme – LuNi2B2C, Ba(Fe0,9Co0,1)2As2, T’-Pr2CuO4 und Si:Ga – ein sehr unterschiedliches Verhalten. Die beiden erst genannten Supraleiter sind Mehrbandsupraleiter, bei denen die Cooper-Paarkopplung unterschiedlich für verschiedene Fermiflächen ist. T’-Pr2CuO4 ist ein undotierter Kupratsupraleiter, der nach bisheriger Lehrmeinung nicht existieren dürfte. Mit THz-Spektroskopie konnte erstmals die Bildung einer Meißner-Phase in T’-Pr2CuO4 mit optischen Methoden beobachtet werden. Eine gewisse Sonderstellung nimmt Si:Ga als amorpher Supraleiter ein. Si:Ga wird durch Ionenimplantation von Gallium in einen Siliziumwafer hergestellt. Es besteht die Hoffnung, mit Si:Ga halb- und supraleitende Logikblöcke in großem Maßstab auf einem Chip vereinen zu können, da die Ionenimplantation mit den Produktionsprozessen der Halbleiterindustrie kompatibel ist.

In dieser Arbeit werden niederfrequente optische Messungen an vier neuartigen Supraleitern vorgestellt. Im Bereich von 100 GHz bis 3 THz zeigen die vier untersuchten Systeme – LuNi2B2C, Ba(Fe0,9Co0,1)2As2, T’-Pr2CuO4 und Si:Ga – ein sehr unterschiedliches Verhalten. Die beiden erst genannten Supraleiter sind Mehrbandsupraleiter, bei denen die Cooper-Paarkopplung unterschiedlich für verschiedene Fermiflächen ist. T’-Pr2CuO4 ist ein undotierter Kupratsupraleiter, der nach bisheriger Lehrmeinung nicht existieren dürfte. Mit THz-Spektroskopie konnte erstmals die Bildung einer Meißner-Phase in T’-Pr2CuO4 mit optischen Methoden beobachtet werden. Eine gewisse Sonderstellung nimmt Si:Ga als amorpher Supraleiter ein. Si:Ga wird durch Ionenimplantation von Gallium in einen Siliziumwafer hergestellt. Es besteht die Hoffnung, mit Si:Ga halb- und supraleitende Logikblöcke in großem Maßstab auf einem Chip vereinen zu können, da die Ionenimplantation mit den Produktionsprozessen der Halbleiterindustrie kompatibel ist.