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2次元電子・イオンによる超電流ヘリウム3表面の研究

研究課題

研究課題/領域番号 10304028
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 固体物性Ⅱ(磁性・金属・低温)
研究機関理化学研究所 (2000)
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 KIRICHEK Oleg  東京大学, 物性研究所, COE研究員
新井 敏一  理化学研究所, 低温物理研究室, 協力研究員
椋田 秀和  東京大学, 物性研究所, 助手 (90323633)
白濱 圭也  慶応義塾大学, 理工学部, 助教授 (70251486)
研究期間 (年度) 1998 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
35,600千円 (直接経費: 35,600千円)
2000年度: 6,000千円 (直接経費: 6,000千円)
1999年度: 7,800千円 (直接経費: 7,800千円)
1998年度: 21,800千円 (直接経費: 21,800千円)
キーワードヘリウム3 / 超流動 / 2次元電子 / イオン / フォノン共鳴 / 表面励起 / 秩序変数の空間変化 / 量子液体 / プラズモン共鳴
研究概要

本研究では,超流動^3Heの表面の性質を明らかにするために,He液面上2次元電子のフォノン共鳴とHe液面下イオンプールの伝導度測定を行った.
フォノン共鳴の測定は,500MHz近傍の高周波数領域で行い,^4He上と^3He上の測定結果の比較から,70mK以下の^3He上でのHe表面上2次元電子系のフォノン共鳴の緩和率が異常な減少を示すことが明らかになった.この緩和率の減少は^3He表面において,リプロンから新しい表面励起モードへのクロスオーバーであることが予想される。今後,電子密度依存性及び定量的な磁場依存性などについて系統的な実験を行う必要がある。
イオンの実験では、^4Heでの予備的な実験によってバーミンガム大の結果を再現できることを確認した後に,^3Heでの測定を行った.正および負イオンともに移動度の測定が可能であることを確かめた.ヘリウム3表面下のイオンプールでの測定は始めてである.^3Heでの正イオンの測定において,^4He不純物の影響によると見られる不思議な温度依存性が観測されたので,^3Heの純度を上げて測定を行った結果,移動度移動度は温度の下降にともなって単調に上昇する結果が得られた.これはこれまでにバルクの^3He中のtime of flightの実験結果とも矛盾の無い結果であるさらに核断熱消磁冷凍機を用いて測定を行ったところ、^3Heの超流動転移にともなう正イオンの移動度の急激な上昇を確認した。このことによって、超流動^3He表面近傍での秩序変数の空間変化の様子をイオンを用いて研究する可能性が開かれた。

報告書

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

    (43件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (43件)

  • [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)

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

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  • [文献書誌] O. I. Kirichek: "Surface Fluctuations of Normal and Superfluid ^3He Probed by Wigner Solid Dynamics"Physical Review Letters. (to appear) . (2001)

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  • [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) . (2001)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [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)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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  • [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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  • [文献書誌] Yu. P.Monarkha: "Wigner solid dynamics on normal and superfluid ^3He"Physica B. 249-251. 636-6393776 (1998)

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      2000 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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      2000 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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      2000 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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      2000 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
      2000 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 plasmaresonances of Wigner solid"Physica B. 284. 279-280 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Shirahama: "Wigner solid on the free surface of superfluid ^2He-A"Physica B. 284. 277-278 (2000)

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      2000 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 fil"Physica B. 284. 281-282 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2000 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(欧文)」より
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      2000 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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      2000 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. to appear.

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2000 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
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      2000 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)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] O.I.Kirichek: "Experimental study of suuperfluid 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.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] T.Arai: "Chemical reaction between hydrogen atoms and electrons on the surface of superfluid ^4He"Physica B. 284-288. 164-165 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kono: "Electrons on superfluid ^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-dimensional 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] T. Arai: "Chemical reaction of surface start electrons on liquid helium with atomic hydrogen"Physica.E. (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 suuperfluid and normal ^3He surface properties by plasma resonances of Wingner solid"Physica B. (to appear).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K. Shirahama: "Wigner solid on the free surface of superfluid ^3He-A"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] T. Arai: "Chemical reaction between hydrogen atoms and electrons on the surface of superfluid ^4He"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)

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      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2020-05-15  

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