2005 Fiscal Year Annual Research Report
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17204029
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
和田 信雄 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (90142687)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松下 琢 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 助手 (00283458)
檜枝 光憲 名古屋大学, 大学院理学研究科, 助手 (30372527)
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| Keywords | 低温物性 / 物性実験 / ナノ材料 / ボース・アインシュタイン凝縮 / フェルミ縮退 |
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| Research Abstract |
バルク(3次元)の^4Heおよび^3He液体は,それぞれボースおよびフェルミ量子流体の理想的な研究対象である。我々はナノ・サイズ細孔におけるヘリウムの研究を国内外で最初に開始し,世界に先駆けて^4Heおよび^3Heの1次元的な量子流体を新規に実現した。今年度は,これらの1次元性について,ナノ細孔直径依存や基盤壁面のHDやH2による影響を調べた。また超低温比熱,超流動の周波数依存やNMR測定の準備をおこなった。
フォノン的な分散を持つ^4Heボース流体の場合,1次元トンネル内で離散的なエネルギー準位のギャップエネルギーΔよりも温度(K_BT)が1/10以下において,1次元フォノン比熱をしめす。この1次元条件を細孔直径が18,22,28Åの場合において比熱から決定した。
ナノ細孔中の超流動性については,ねじれ振り子の実験で調べた。細孔をN_2で完全に埋めた場合と^4Heだけを吸着した場合との比較から,18Å以上の細孔において,1次元細孔中の^4Heが超流動性を示すことを明らかにした。超流動性の測定周波数依存についての研究は,超音波マイクロバランス装置を製作して,水晶基板上の超流動転移の周波数依存を180MHzまで測定した。
^3Heについては,ナノ細孔の壁面を^4Heで前もって覆うことで,相互作用が小さいガス的な状態の吸着^3Heを実現した。この^3Heナノチューブにおいて,高温での2次元ボルツマンガスから,低温で1次元ガス状態に次元性クロスオーバーすることを明らかにした。そしてそれのナノ細孔直径に対する依存を調べた。1次元^3He流体のフェルミ縮退状態の研究には超低温比熱やNMRが不可欠である。これらの測定を超低温まで行えるように,超低温装置の整備を行ってきた
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[Journal Article] Possible one-dimensional ^3He quantum fluid formed in nanopores2005
Author(s)
J.Taniguchi, A.Yamaguchi, H.Ishimoto, H.Ikegami, T.Matsushita, N.Wada, S.M.Gatica, M.W.Cole, F.Ancilotto, S.Inagaki, Y.Fukushima
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Journal Title
Phys.Rev.Lett. 94
Pages: 065301-1-065301-4
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