2009 Fiscal Year Annual Research Report
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21340095
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
野村 竜司 Tokyo Institute of Technology, 大学院・理工学研究科, 助教 (00323783)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
奥田 雄一 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (50135670)
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| Keywords | 量子固体 / 超流動 / 摩擦 / 量子トンネル効果 / 自己組織化臨界性 |
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| Research Abstract |
究極の清浄表面を有するヘリウム量子結晶を用いて摩擦の研究を行うことが目的である。我々がこれまでにヘリウム研究で用いてきた実績のある音響放射圧や弾性表面波およびピエゾ素子を用いたスリップ-スティック駆動などの方法を駆使して、超流動ヘリウム4中に存在するヘリウム結晶を自由に動かす技術を確立すること目指すが、今年はピエゾ素子駆動の研究を推進した。2軸駆動が可能なピエゾステージの設計を行い、業者がそれを元に作成をした。また一定の力で駆動するために、任意波形発信機と高電圧アンプを組み合わせて、時間的に2次で変化する電圧で駆動できるようにした。これを用い室温域での金属試料と水晶間の摩擦について調べた。最大静止摩擦力と動摩擦力の測定を行った。最大静止摩擦力は斜面法で測った値とほぼ一致した。また動摩擦が速度に比例する振る舞いをすることを見出した。これは良く知られているアモントン・クーロンの法則が成り立っていないことを示す結果である。また多孔室中でのヘリウム結晶成長において、界面と細孔壁との摩擦が寄与していると思われる動的相転移を観測した。またこの成長速度の観測から、熱的成長と量子トンネル効果による成長の間の転移であると分った。熱的成長速度から壁によるピニングのエネルギーが1K程度であることが分った。また量子トンネル効果が見られる温度域で、結晶サイズに冪依存性が現れ、自己組織化臨界状態にあることが明らかになった。
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