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超流動ヘリウム3薄膜の研究-第3音波探索と表面電子プローブ-

研究課題

研究課題/領域番号 10203203
研究種目

特定領域研究(B)

配分区分補助金
研究機関理化学研究所 (2000-2001)
東京大学 (1998-1999)

研究代表者

河野 公俊  理化学研究所, 低温物理研究室, 主任研究員 (30153480)

研究分担者 矢山 英樹  九州大学, 理学研究科, 助教授 (60166840)
白濱 圭也  慶応義塾大学, 理工学部, 助教授 (70251486)
椋田 秀和  東京大学, 物性研究所, 助手 (90323633)
KIRICHEK Oleg  東京大学, 物性研究所, COE研究員
川村 光  大阪大学, 理学研究科, 教授 (30153018)
新井 敏一  東京大学, 物性研究所, COE研究員
研究期間 (年度) 1998 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
45,400千円 (直接経費: 45,400千円)
2000年度: 11,900千円 (直接経費: 11,900千円)
1999年度: 13,500千円 (直接経費: 13,500千円)
1998年度: 20,000千円 (直接経費: 20,000千円)
キーワードヘリウム3 / 超流動 / 薄膜 / 2次元電子 / 第3音波 / フィルムフロー / イオン / プラズモン共鳴 / 表面励起 / 量子液体 / ブラズモン共鳴
研究概要

本研究では,超流動^3He薄膜の性質を明らかにするために,インターディジタル(ID)電極を用いた第3音波の検出とHe膜上の2次元電子系の研究を行った.
ヘリウム液面上においたID電極に電圧を加えて超流動ヘリウム3薄膜を駆動し,フィルムフローを観測することに成功した.パルクなヘリウム3と液面上の検出用ID電極を結ぶ経路に超流動が破壊されていている箇所が存在することが示唆された.このことを明確にするために,ID電極をのせた基盤を垂直に配置して,バルクなヘリウム3とID電極の間に,鋭利な角ができない構造の実験セルを製作し,測定を行った.
ID電極を用いた第3音波の検出はID電極の周期である,10μm程度の波長の第3音波を検出することを目指して開始したが,期待する信号を得ることができなかった.このように比較的短い波長の第3音波は十分に温度が下がるまで,準粒子の表面による散乱による減衰が大きいことが推察された.そこで,2重ロックイン法を採用することで,高周波でID電極の容量を測定しながら,ゆっくりとした電圧変動によって長波長の第3音波を励起することを試している.ヘリウム4では期待する共鳴を見ることができた.ヘリウム3での測定は今後の課題である.
2次元電子を用いたヘリウム膜の研究は,バルクなヘリウム3表面上の2次元電子での実験を行い,ヘリウム膜への応用を検討してた.ヘリウム膜上に高密度の2次元電子系を実現してウィグナー結晶の量子融解を観測することなどが今後の興味ある課題である.

報告書

(4件)
  • 2001 研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (36件)

  • [文献書誌] O.I.Kirichek: "Experimental study of superfluid and normal ^3He surface properties by plasma resonances of Wigner solid"Physica B. 284. 279-280 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Shirahama: "Wigner solid on the free surface of superfluid ^3He-A"Physica B. 284. 277-278 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Morita: "Search for short wavelength surface waves on a superfluid ^3He film"Physica B. 284. 281-282 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Arai: "Chemical reaction between hydrogen atoms and electrons on the surface of superfluid ^4He"Physica B. 284. 164-165 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kono: "Electrons on superfluid ^3He"Physica B. 280. 112-116 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] O.I.Kirichek: "Surface Fluctuations of Normal and Superfluid ^3He Probed by Wigner Solid Dynamics"Physical Review Letters. (in press). (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yu. P. Monarkha: "Nonlinear quantum magnetotransport in a strongly correlated two-dimensional electron liquid"Phys. Rev. B. 58. 3762-3776 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yu. P. Monarkha: "Wigner solid dynamics on normal and superfluid ^3He"Physica B. 249-251. 636-639 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] O. I. Kirichek: "Plasma resonance of the Wigner solid on the free surface of normal and superfluid ^3He"J. Low Temp. Phys.. 113. 1103-1108 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Kawashima: "Fluctuation Properties of Third Sound Transmission in Random Media"Physica B. 263-264. 373-375 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Arai: "Chemical reaction of surface state electrons on liquid helium with atomic hydrogen"Physica E. 6. 880-883 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Kawashima: "Frequency dependence of third sound attenuation near the Kosterlitz-Thouless transition"Physica B. 284. 127-128 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] O. I. Kirichek: "Experimental study of superfluid and normal ^3He surface properties by plasma resonances of Wigner solid"Physica B. 284. 279-280 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Shirahama: "Wigner solid on the free surface of superfluid ^3He-A"Physica B. 284. 277-278 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Morita: "Search for short wavelength surface waves on a super-fluid ^3He film"Physica B. 284. 281-282 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Arai: "Chemical reaction between hydrogen atoms and electrons on the surface of superfluid ^4He"Physica B. 284. 164-165 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Kono: "Electrons on superfluid ^3He"Physica B. 280. 112-116 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] O. I. Kirichek: "Surface Fluctuations of Normal and Superfluid ^3He Probed by Wigner Solid Dynamics"Physical Review Letters. (in press).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yu. P. Monarkha: "High-frequency conductivity and phonon damping of a two-dimensional Wigner solid on a free surface of liquid ^3He"J. Phys. Soc. Jpn.. (to appear).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Kawashima: "Frequency Dependece of Third Sound Attenuation near the Kosterlitz-Thouless Transition"Physica B. 284-288. 127-128 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Morita: "Search for Short Wavelength Surface Waves on a Superfluid ^3He Film"Physica B. 284-288. 281-282 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] K.Shirahama: "Wigner solid on the free surface of superfluid ^3He-A"Physica B. 284-288. 277-278 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] O.I.Kirichek: "Experimental study of superfluid and normal ^3He surface properties by plasma resonances of Wigner solid"Physica B. 284-288. 279-280 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kono: "Electrons on superfluik ^3He"Physica B. 280. 112-116 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Yu.P.Monarkha: "High-frequency conductivity and phonon damping of a two-dimensiona Wigner solid on a free surface of liquid ^3He"J.Phys.Soc.Jpn.. (to appear).

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] H. Kawashima: "Fluctuation Properties of Third Sound Transmission in Random Media"Physica B. 263-264. 373-375 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] H. Kawashima: "Frequency Dependence of Third Sound Attenuation near the Kosterliz-Thouless Transition"Physica B. (to appear).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T. Morita: "Search for Short Wavelength Surface Waves on a Superfluid ^3He Film"Physica B. (to appear).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] O. I.Kirichek: "Experimental study of superfluid and normal ^3He surface properties by plasma resonances of Wigner solid"Physica B. (to appear).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K. Kono: "Electrons on superfluid ^3He"Physica B. (to appear).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] H. Yayama: "Electrical conductivity of quasi-one-dimensional electrons on helium film"Physica B. (to appear).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K.Shirahama: "Conductivity of the Wigner Solid on the Free Surface of Superfluid ^3He-B" J.Low Temp.Phys.110. 179-184 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Yu.P.Monarkha: "Nonlinear Quantum Magnetotransport in a Strongly Correlated Two-Dimensional Electron Liquid" Phys.Rev.B. 58. 3762-3776 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Yu.P.Monarkha: "Wigner Solid Dynamics on Normal and Superfluid ^3He" Physica B. 249-251. 636-639 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] O.I.Kirichek: "Plasma Resonance of the Wigner Solid on the Free Surface of Normal and Superfluid ^3He" J.Low Temp.Phys.113. 1103-1108 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] H.Kawashima: "Fluctuation Properties of Third Sound Transmission in Random Media" Physica B. (to appaer).

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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