2次元ヘリウム4固体における零点空格子とその超流動状態

• 研究課題/領域番号: 21740264
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 室蘭工業大学 (2012); 慶應義塾大学 (2009-2011)
• 研究代表者: 柴山 義行 室蘭工業大学, 工学研究科, 准教授 (20327688)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2012年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2011年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2010年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2009年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 超低温・量子凝縮系 / 超流動 / 固体の超流動 / 2次元ヘリウム4 / 量子固体 / 非古典的回転慣性 / ねじれ振り子 / ボース凝縮 / 零点空格子 / 2次元固体 / ねじれ振り子法 / 量子液体

研究概要

グラファイト表面に形成された2次元4^He整合固体相に現れる特異な超流動的振る舞いと,量子固体中に存在する零点空格子との相関を調べるため,ねじれ振り子法によりグラファイト表面上の4^He薄膜の非古典的回転慣性を測定し,その面密度依存性,臨界速度を測定した.2次元4^Heの相図を作成し,非古典的回転慣性は整合固体相近傍にのみ現れることを明らかにした.

研究成果

• [雑誌論文] Torsional oscillator experiment on superfluid 4He confined in a porous alumina nanopore array (2012)
  • 著者名/発表者名: S Murakawa, R Higashino, K Yoshimura, Y Chikazawa, T Tanaka, K Kuriyama, K Honda, Y Shibayama and K Shirahama
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: 400 号: 1 ページ: 0120531-4
  • DOI: 10.1088/1742-6596/400/1/012053
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anomalous Response of 4He Confined in Nanoporous Media to Torsional Oscillation (2012)
  • 著者名/発表者名: Hitomi Yoshimura, Rama Higashino, Yoshiyuki Shibayama, Keiya Shirahama
  • 雑誌名: Journal of Low Temperature Physics 巻: 169 号: 3-4 ページ: 218-227
  • DOI: 10.1007/s10909-012-0687-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Layer by Layer Growth of Solid 4He on Graphite down to 0.1 K (2012)
  • 著者名/発表者名: Aaron M.Koga, Yoshiyuki Shibayama, Keiya Shirahama
  • 雑誌名: Journal of Low Temperature Physics 巻: 166 号: 5-6 ページ: 257-267
  • DOI: 10.1007/s10909-011-0452-z
  • 査読あり
• [雑誌論文] Suppression of Superfluidity of 4He in a Nanoporous Glass by Preplating a Kr Layer (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoshiyuki Shibayama, Keiya Shirahama
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 80 号: 8 ページ: 0846041-10
  • DOI: 10.1143/jpsj.80.084604
  • NAID: 40018947227
  • 査読あり
• [雑誌論文] Torsional Oscillator Studies for Possible Supersolidity in Two-Dimensional ^4He Solid (2009)
  • 著者名/発表者名: Yoshiyuki Shibayama, Hiroshi Fukuyama, Keiya Shirahama
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 150 ページ: 0320961-4
  • 査読あり
• [学会発表] Non-classical rotational inertia of two-dimensional 4^He solid on graphite and proposal for the possible phase diagram (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Shibayama
  • 学会等名: Korea-Japan Solid Helium Workshop 2010
  • 発表場所: KAIST (South Korea)
  • 年月日: 2012-12-21
• [学会発表] Phase diagram and supersolid-like behavior of two-dimensional 4^He films on graphite (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Shibayama
  • 学会等名: Supersolidity in Nature
  • 発表場所: RIKEN
  • 年月日: 2012-06-11
• [学会発表] グラファイト表面の^4He薄膜の非古典的回転慣性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 柴山義行, 福山寛, 白浜圭也
  • 学会等名: 物性研究所短期研究会「量子凝縮系におけるdefectsとtopology」
  • 発表場所: 東京大学物性研究所(千葉県)
  • 年月日: 2012-01-06
• [学会発表] Phase diagram and supersolid-like behavior of two-dimensional 4He films on graphite (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshiyuki Shibayama
  • 学会等名: Supersolidity in Nature
  • 発表場所: RIKEN
• [学会発表] グラファイト上の2次元^4He固体における超流動的振る舞いの速度依存性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 柴山義行, 福山寛, 白浜圭也
  • 学会等名: 26th International Conference on Low Temperature Physics (LT26)
  • 発表場所: 富山大五福キャンパス(富山県)
  • 年月日: 2011-09-24
• [学会発表] Hysteresis of non-classical rotational inertia in two-dimensional 4He films on graphite (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Shibayama, H. Fukuyama and K. Shirahama
  • 学会等名: New Frontiers of Low Temperature Physics (ULT 2011)
  • 発表場所: KAIST (South Korea)
  • 年月日: 2011-08-21
• [学会発表] Hysteresis of non-classical rotational inertia in two-dimensional ^4He films on graphite (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Shibayama, H.Fukuyama, K.Shirahama
  • 学会等名: New Frontiers of Low Temperature Physics (ULT 2011)
  • 発表場所: 韓国科学技術院(韓国大田広域市)
  • 年月日: 2011-08-21
• [学会発表] Hysteresis of non-classical rotational inertia in 2D 4^He films on graphite (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Shibayama, H. Fukuyama and K. Shirahama
  • 学会等名: 26th International Conference on Low Temperature Physics (LT26)
  • 発表場所: Beijing International Convention Center (China)
  • 年月日: 2011-08-11
• [学会発表] Hysteresis of non-classical rotational inertia in 2D ^4He films on graphite (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Shibayama, H.Fukuyama, K.Shirahama
  • 学会等名: 26th International Conference on Low Temperature Physics (LT26)
  • 発表場所: 北京国際会議中心(中国北京市)
  • 年月日: 2011-08-11
• [学会発表] グラファイト表面の2次元^4He固体相における超流動的振る舞いの速度依存性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 柴山義行, 福山寛, 白浜圭也
  • 学会等名: 日本物理学会第66回年次大会
  • 発表場所: 新潟大五十嵐キャンパス(新潟県)
  • 年月日: 2011-03-28
• [学会発表] Non-classical rotational inertia of two-dimensional ^4He solid on graphite and proposal for the possible phase diagram (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Shibayama
  • 学会等名: Korea-Japan Solid Helium Workshop 2010
  • 発表場所: 韓国科学技術院(韓国大田広域市)
  • 年月日: 2010-12-21
• [学会発表] Suppression of Layer by Layer Growth of Solid ^4He on Graphite at Low Temperature (2010)
  • 著者名/発表者名: A.M.Koga, Y.Shibayama, K.Shirahama
  • 学会等名: Korea-Japan Solid Helium Workshop 2010
  • 発表場所: 韓国科学技術院(韓国大田広域市)
  • 年月日: 2010-12-21
• [学会発表] Observation of non-classical rotational Inertia in two-dimensional 4^He solid on graphite surface (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Shibayama, H. Fukuyama and K. Shirahama
  • 学会等名: International Symposium on Quantum Fluids and Solids (QFS2010)
  • 発表場所: Grenoble World Trade Center (France)
  • 年月日: 2010-08-05
• [学会発表] Observation of non-classical rotational inertia in two-dimensional ^4He solid on graphite surface (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Shibayama, H.Fukuyama, K.Shirahama
  • 学会等名: International Symposium on Quantum Fluids and Solids (QFS2010)
  • 発表場所: Grenoble World Trade Center (France)
  • 年月日: 2010-08-05
• [学会発表] Layering transitions in solid ^4He growth on graphite (2010)
  • 著者名/発表者名: A.M.Koga, Y.Shibayama, K.Shirahama
  • 学会等名: International Symposium on Quantum Fluids and Solids (QFS2010)
  • 発表場所: Grenoble World Trade Center (France)
  • 年月日: 2010-08-05
• [学会発表] Non-classical rotational inertia in two-dimensional 4^He solid due to zero-point vacancies (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Shibayama
  • 学会等名: Japan.Korea Workshop Quantum Phenomena in Helium
  • 発表場所: Keio University
  • 年月日: 2010-06-25
• [学会発表] Non-Classical Rotational Inertia in Two-Dimensional ^4He Solid due to Zero-Point Vacancies (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Shibayama
  • 学会等名: Japan-Korea Workshop Quantum Phenomena in Helium
  • 発表場所: 韓国科学技術院(韓国大田広域市)
  • 年月日: 2010-06-25
• [学会発表] Torsional Oscillator Study for ^4He Growth on Graphite (2010)
  • 著者名/発表者名: A.M.Koga, Y.Shibayama, K.Shirahama
  • 学会等名: Japan-Korea Workshop Quantum Phenomena in Helium
  • 発表場所: 韓国科学技術院(韓国大田広域市)
  • 年月日: 2010-06-24
• [学会発表] グラファイト表面上の2次元4^He固体における非古典的回転慣性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 柴山義行, 福山寛, 白浜圭也
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学津島キャンパス(岡山)
  • 年月日: 2010-03-22
• [学会発表] Non-classical rotational inertia in two-dimensional 4^He solid on graphite (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Shibayama
  • 学会等名: International Symposium on Physics of New Quantum Phases in Superclean Materials (PSM2010)
  • 発表場所: Hamagin hall (Yokohama)
  • 年月日: 2010-03-09
• [学会発表] Non-Classical Rotational Inertia in Two-Dimensional ^4He Solid on Graphite (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoshiyuki Shibayama, Hiroshi FukUyama, Keiya Shirahama
  • 学会等名: International Symposium on Physics of Ncw Quantum Phases in Superclean Materials (PSM2010)
  • 発表場所: Hamagin hall(Yokohama, Kanagawa, Japan)
  • 年月日: 2010-03-09
• [学会発表] Non-classical rotational inertia in two-dimensional 4^He solid prepared on graphite substrate (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Shibayama
  • 学会等名: Korea-Japan Solid Helium Workshop
  • 発表場所: KAIST (South Korea)
  • 年月日: 2009-12-21
• [学会発表] Non-Classical Rotational Inertia in Two-Dimensional ^4He Solid Prepared on Graphite Substrate (2009)
  • 著者名/発表者名: Yoshiyuki Shibayama
  • 学会等名: Korea-Japan Solid Helium Workshop
  • 発表場所: Korea Advanced Institute of Science and Technology(Korea)
  • 年月日: 2009-12-21
• [学会発表] Torsional oscillator studies of non-classical rotational inertia in two-dimensional 4^He solid (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Shibayama, H. Fukuyama and K. Shirahama
  • 学会等名: International Symposium on Quantum Fluids and Solids (QFS2009)
  • 発表場所: Northwestern University, (USA)
  • 年月日: 2009-08-07
• [学会発表] Torsional Oscillator Studies of Non-Classical Rotational Inertia in Two-Dimensional ^4He Solid (2009)
  • 著者名/発表者名: Yoshiyuki Shibayama, Hiroshi Fukuyama, Keiya Shirahama
  • 学会等名: International Symposium on Quantum Fluids and Solids (QFS2009)
  • 発表場所: Northwestern Univ., Illinois, USA
  • 年月日: 2009-08-07