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Hydrodynamic behaviour of electrons on the surface of superfluid helium

研究課題

研究課題/領域番号 18K13506
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分13030:磁性、超伝導および強相関系関連
研究機関沖縄科学技術大学院大学

研究代表者

Badrutdinov Alex (BADRUTDINOV Alex)  沖縄科学技術大学院大学, メカニカルエンジニアリング&マイクロファブリケーション・サポートセクション, ナノファブリケーション サポート エキスパート (30727540)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワードElectrons on helium / 2D electron system / Electron viscosity / Polaron / electron viscosity / polaron / electrons on helium / electron hydrodynamics
研究成果の概要

本研究の目標は、ヘリウム表面電子の流体力学的な側面を明らかにすることであり、この2次元電子系は、そのための格好の舞台である。この目標のもと研究を行い、電子と表面波との結合により生じる新しい電子輸送現象を観測した。電子が直線的に流れる、あるいは90度折れ曲がって流れるという3つ股マイクロチャネルを用いて電子の輸送現象を測定した。オームの法則からは、直線方向、90度方向ともに同じだけ電流が流れることが予想される。その予想に反し、実験結果は、直線方向にほとんど流れるというものであった。これは、電子がヘリウム表面とポーラロン状態を作り、それが大きな運動量を持つため直進するという事で理解できる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

Our result should have wide academic impact, as it is relevant to a variety of polaronic-like systems.
In addition, possibility to use surface waves on helium to carry electrons without employing electric fields is interesting in the context of mobile spin qubits based on electrons on helium.

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Unidirectional charge transport via ripplonic polarons in a three-terminal microchannel device2020

    • 著者名/発表者名
      A. O. Badrutdinov, D. G. Rees, J. Y. Lin, A. V. Smorodin, D. Konstantinov
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 124 号: 12 ページ: 126803-126803

    • DOI

      10.1103/physrevlett.124.126803

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Transport Properties of a Quasi-1D Wigner Solid on Liquid Helium Confined in a Microchannel with Periodic Potential2019

    • 著者名/発表者名
      J.-Y. Lin, A. V. Smorodin, A. O. Badrutdinov, D. Konstantinov
    • 雑誌名

      Journal of Low Temperature Physics

      巻: 195 号: 3-4 ページ: 289-299

    • DOI

      10.1007/s10909-018-2089-7

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sliding of an electron crystal of finite size on the surface of superfluid 4He confined in a microchannel2018

    • 著者名/発表者名
      J.-Y. Lin, A. V. Smorodin, A. O. Badrutdinov, D. Konstantinov
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 98 号: 8 ページ: 085412-085412

    • DOI

      10.1103/physrevb.98.085412

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Non-ohmic currents of Wigner solid on helium in 3-terminal microchannel structure2019

    • 著者名/発表者名
      A. O. Badrutdinov, D. Rees, A. V. Smorodin, J. Y. Lin, D. Konstantinov
    • 学会等名
      International Symposium on Quantum Fluids and Solids
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-02-19  

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