液体ヘリウム表面上ウィグナー結晶のスライディングと非線形伝導

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07640464
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 白濱 圭也 東京大学, 物性研究所, 助手 (70251486)
• 研究分担者: 河野 公俊 東京大学, 物性研究所, 助教授 (30153480)
• キーワード: 液体ヘリウム / ウィグナー結晶 / スライディング / 非線形伝導 / 超流動 / 超流動ヘリウム3

研究概要

平成8年度は、液体ヘリウム表面上ウィグナー結晶の電気伝導に関して以下の実験的研究を行った。
(1)液体ヘリウム4表面上ウィグナー結晶における高周波プラズマ共鳴の実験
ウィグナー結晶と、結晶が液面に作る周期的なへこみのダイナミクスを明らかにするため、高周波プラズマ共鳴の測定を行った。液体ヘリウム4を用いた予備的測定では、結晶のフォノン(プラズモン)と液面のへこみ(結晶の逆格子の波数を持つリプロン)が結合したプラズモン-リプロン結合モードが観測された。この実験を後述の超流動ヘリウム3表面上ウィグナー結晶に対して行う予定であり、現在その準備を進めている。
(2)超流動ヘリウム3表面上ウィグナー結晶の電気伝導
超流動ヘリウム3の自由表面は準粒子の散乱が鏡面的(specular)に起こると考えられ異方的超流体に対する理想的な界面として興味深い性質を示すと期待される。表面上ウィグナー結晶をプローブとしてヘリウム3自由表面の研究を行うことを目的として、伝導度の測定を行い興味深い結果を得た。
銅核断熱消磁冷凍機を準備し、液体ヘリウム3及び表面上ウィグナー結晶を300マイクロKまで冷却できた。超流動転移温度(930マイクロK)より低温で測定周波数、電圧に依存した非線形伝導が観測された。この原因として、ウィグナー結晶へのヘリウム3準粒子の散乱、及び結晶が高速で動くことにより準粒子を生成していることが考えられる。現在、詳細な測定を行っている。

研究成果

• [文献書誌] Kimitoshi Kono: "Sliding of the Wigner Solid on Liquid Helium" Surface Science. 361/362. 826-830 (1996)
• [文献書誌] Keiya Shirahama: "Dynamics of the Sliding Transition in the Wigner Solid on Liquid ^4He" Physica B. 219/220. 666-668 (1996)
• [文献書誌] Keiya Shirahama: "Sliding Wigner Solid on Liquid ^4He" Journal of Low Temperature Physics. 104. 237-264 (1996)
• [文献書誌] Keiya Shirahama: "Sliding Dynamics of the Electron Crystal on Liquid Helium A Pulsed Study" Czechoslovak Journal of Physics. 46. 337-338 (1996)
• [文献書誌] Hiroyuki Sato: "Transport Properties of the Wigner Solid on Liquid ^3He" Czechoslovak Journal of Physics. 46. 341-342 (1996)
• [文献書誌] Shin-ichiro Ito: "Edge Magneto Plasmons on a Liquid Helium Surface and Quantum Transport in a High Magnetic Field" Czechoslovak Journal of Physics. 46. 339-340 (1996)
• [文献書誌] Shin-ichiro Ito: "Damping of Edge Magnetoplasmons and Quantum Transport of Surface State Electrons on Liquid Helium" Journal of the Physical Society of Japan. 66(発表予定). (1997)
• [文献書誌] Yu.P.Monarkha: "Inelastic Quantum Magneto transport in a Highly Correlated Two-Dimensional Electron Liquid on a Surface of Liquid Helium" Physical Review Lellers. 78(発表予定). (1997)
• [文献書誌] Yu.P.Monarkha: "Quantum Transport in a Highly Correlated Electron Liquid" Low.Temperature Physics(Russia). (発表予定). (1997)
• [文献書誌] Kimitoshi Kono: "2-D Electron Systems on Helium and Other Substrates" Nonlinear.Transport of the Electron Crystal on Liquid Helium(出版予定), (1997)