• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Angle and surface dependence of Andreev reflection at surface of superfluid helium three

Research Project

Project/Area Number 21K03460
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 13030:Magnetism, superconductivity and strongly correlated systems-related
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

Murakawa Satoshi  東京大学, 低温科学研究センター, 准教授 (90432004)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywords量子液体 / 超流動ヘリウム3 / トポロジカル物質 / マヨラナ状態 / 表面物性 / 量子流体 / マヨナラ状態
Outline of Research at the Start

超流動ヘリウム3はトポロジカル超流動体であるのが知られているため、超流動ヘリウム3の表面状態の研究を行うことは非常に興味深い。しかし、超流動ヘリウム3は超低温でしか実現しないことや電荷をもたないため実験は非常に困難である。本研究で超流動ヘリウム3の表面に準粒子を入射させ、超伝導・超流動体の界面に特有の量子アンドレーエフ反射の確率を測定することで表面状態を明らかにする。

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study is to clarify the nature of the surface state of superfluid helium-3, which is realized at ultra-low temperatures about 1 mK. For this purpose, a experimental cell was constructed and a nuclear adiabatic demagnetization refrigerator was repaired, and experiments were conducted.
The cell has a mechanism to rotate a blackbody radiator with pinholes, and it launches quasiparticles at various angles onto the surface. The cell was installed in a nuclear adiabatic demagnetization refrigerator and operated at very low temperatures below 100 mK without any heat generation problems. The liquid helium in the cell can be cooled to about 0.3 mK both inside and outside the blackbody radiator, and by operating the heater, a temperature difference between the inside and outside can be generated to launch quasiparticles.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

非従来型超流動・超伝導体の表面状態はさまざまな興味深い現象と関連付けられている。近年、その中でもトポロジカル物質が大きな興味を引いているが、超流動3Heはトポロジカル超流動体であると理論で指摘されている。トポロジカル物質はその境界に特徴的な物性が現れるため、バルクな性質の詳細が明らかである非常にクリーンな超流動3He-B相で表面状態の研究を行うことは理論と比較するうえで非常に優れた試料である。その表面状態は、粒子と反粒子が同一であるマヨラナ状態であるといわれており、本研究によってトポロジカル物質の表面状態の詳細を明らかになることで、応用面の発展も期待できる。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2024 2022

All Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results)

  • [Presentation] 超流動ヘリウム 3-B 相表面における Andreev 反射の角度依存性測定2024

    • Author(s)
      吉田 研介
    • Organizer
      第15回低温科学研究センター研究交流会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 超流動ヘリウム 3 における拡散的な表面の観測装置の開発2024

    • Author(s)
      荒井 滉
    • Organizer
      第15回低温科学研究センター研究交流会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 角度分解型量子Andreev反射観測装置を用いた超流動ヘリウム3-B相表面状態の研究2022

    • Author(s)
      吉田研介, 村川智
    • Organizer
      日本物理学会 2022年秋季大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Study of Surface States in Superfluid Helium 3-B Phase by Using an Angle Resolved Quantum Andreev Reflection Detector2022

    • Author(s)
      Kensuke Yoshida and Satoshi Murakawa
    • Organizer
      International Conference on Ultra Low Temperature Physics
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Development of Angle Resolved Quantum Andreev Reflection Detector in Superfluid Helium 32022

    • Author(s)
      Kensuke Yoshida, Tomoya Miyase, Satoshi Murakawa
    • Organizer
      The 29th International Conference on Low Temperature Physics
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 角度分解型量子Andreev反射観測装置の開発2022

    • Author(s)
      吉田研介, 宮瀬知也, 村川智
    • Organizer
      日本物理学会第77回年次大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 超流動ヘリウム 3 角度分解型量子 Andreev 反射観測装置の開発2022

    • Author(s)
      吉田研介, 宮瀬知也, 村川智
    • Organizer
      第13回低温科学研究センター研究交流会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 4.量子アンドレーエフ反射測定による超流動ヘリウム3B相の表面状態の研究2022

    • Author(s)
      村川智
    • Organizer
      ヘリウム・オンラインセミナー
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi