2022 Fiscal Year Annual Research Report
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19H01840
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| Research Institution | Gakushuin University |
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Principal Investigator |
町田 洋 学習院大学, 理学部, 教授 (40514740)
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2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | フォノン / 粘性流体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
固体中のフォノンや電子をはじめとする準粒子が、あたかも流体の様に集合的に振る舞う準粒子流体の運動は粘性によって特徴付けられ、個々の準粒子の拡散によって生じる通常の輸送現象とは一線を画す特異な現象を発現する。本研究は準粒子粘性流体を輸送特性の観点から包括的に研究し、固体に潜む粘性流体の存在をあぶり出す定量的な方法論を確立することで、同現象の普遍性を見出すことを目指した。
フォノン流体に関する研究では特にグラファイトに着目した。グラファイトでは第二音波やポワズイユ流の観測からフォノン流体の存在が明らかにされているが、グラファイト試料のc軸方向の厚さを変えると熱伝導率が向上する原因は未解明でありその要因を探った。その結果、試料の中には従来のように薄くすることで熱伝導率が上昇するだけでなく、熱伝導率が発散的に増大し、100K程度で極めて大きな値をとる試料が存在することが分かった。またこのような異常な振る舞いを示す試料と示さない試料の間には特定のラマンシフトに明確な違いがあることが分かった。このことから両者に結晶の構造的な違いとそれによるフォノンの振動数に違いが存在することが明らかになった。最終年度には、熱伝導率の発散的増大の原因を探るべく、このような振る舞いがどの温度域まで続くのかを明らかにすることで、背後にあるフォノン散乱の種類を特定することを目的として、電気炉を用いた1000K以上の高温まで熱損失の影響が小さい熱伝導率測定手法の開発を行い、参照物質を用いた予備実験を通して同手法により妥当な熱伝導率が得られることを確認した。
電子流体については極めて高純度な試料が得られる半金属に着目し、同物質のローレンツ比を測定したところ有限温度において両極性輸送に起因するヴィーデマン・フランツ則からの逸脱を観測した。この結果によって強い電子相関に起因した電子流体の存在をあぶり出すことが出来た。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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