2011 Fiscal Year Annual Research Report
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22840040
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| Research Institution | Chuo University |
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Principal Investigator |
根間 裕史 中央大学, 理工学部, 助教 (30580055)
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| Keywords | ヘリウム / グラファイト |
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| Research Abstract |
量子固体・液体を実現するバルクなヘリウム3の研究において重要な役割を果たしてきた高磁場特性は、グラファイト上のヘリウム3薄膜の研究においては得られていない。そこで本研究では、近年にヘリウム3薄膜の高磁場中の磁化計測に有効なことがわかった核磁気共鳴(NMR)をさらに高感度化した計測システムを開発し、精密で詳細なデータを得ることを目指している。前年度は予備計測システムのハードな部分が作製できたので、今年度は高精度に計測するための条件出しを行った。その後、データ取得のために繰越金でコンピュータを導入し、システムのソフトな部分を整備した。このソフト部をハード部と統合させ、予備システムを完成させた。できあがったシステムを高磁場断熱消磁冷凍機に移設すれば本システムとして直ちに高感度測定が可能な段階に至ったので、開発をほぼ遂行することができた。しかし、今年度の廃止に伴い、冷凍機を動かすために不可欠な寒剤の入手できなくなってしまった。可能な限り早期に寒剤を得られる環境を整え、データを取得する予定である。
一方、NMR計測システムの開発と並行して、ヘリウム3薄膜の広面積化の可能性を探る実験を行った。この実験は当初予定していなかったが、広面積化は今後のグラファイト上のヘリウム3薄膜の研究の進展に不可欠であると考えたため行った。従来用いられてきた2次元面の面積が小さい剥離性グラファイトシートに替えて、近年に作製されたグラファイト単原子薄膜(グラフェン)を基板として用意し、面積の拡大を図った。このグラフェン基板に対し、初期実験として酸素分子を吸着させた。室温では酸素が基板へ吸着する様子をグラフェンの電気伝導度から観測でき、液体窒素温度での計測も行った。さらに基板の膜厚を2原子層に変えた実験も行い、この実験の結果は応用物理学会で発表した。今後は、吸着分子をヘリウム3とした実験を行っていく。
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