フェルミ液体の表面

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08454090
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 河野 公俊 東京大学, 物性研究所, 助教授 (30153480)
• 研究分担者: 白濱 圭也 東京大学, 物性研究所, 助手 (70251486)
• キーワード: フェルミ液体 / 液体ヘリウム3 / 2次元電子 / ウィグナー結晶 / 超流動 / 常流動 / 素励起 / プラズモン

研究概要

本年度は,以下の事項について研究を行った.
1.昨年度までに測定した、常流動および超流動ヘリウム3表面上のウィグナー結晶の伝導現象を理論的に解明した。ヘリウム液面上のウィグナー結晶は電子が3角格子を組んだ2次元結晶で、各格子点の下には液面の小さなへこみが形成される。このへこみが動くと、液体ヘリウム3中の準粒子を散乱して抵抗をうける。この抵抗を定量的に計算することで、ウィグナー結晶の伝導率を説明できることがわかった。その計算によれば、ヘリウム3が超流動状態になると、準粒子の励起スペクトルに変化が生じることで伝導率の温度依存性に異常が現れることが自然に導かれ、実験的観測とよく一致する。
2.続いて2次元電子系のプラズモン共鳴を測定中である。現在用意したマイクロストリップラインを用いたセルでは電子の変移振幅が大きいために液面のへこみが消失しているものと考えられる。このような状況ではかえって単純な散乱メカニズムが働くものと期待される。事実、比較的高温(>100mK)では理論予想とよい一致がえられたが、それより低温では期待値からのずれが大きく、なにか予想外のことが起きている可能性が高い。今後この現象の解明を行う。

研究成果

• [文献書誌] S.Ito: "Damping of Edge Magnetoplasmons and Quantum Transport of Surface State Electrons on Liquid Helium" J.Phys.Soc.Jpn.66. 533-536 (1997)
• [文献書誌] Yu.P.Monarkha: "Inelastic Quantum Magnetotransport in a Highly Correlated Two-Dimensional Electron Liquid" Phys.Rev.Lett.78. 2445-2448 (1997)
• [文献書誌] Yu.P.Monarkha: "Quantum Magnetotransport in a Highly Correlated Two-Dimensional Electron Liquid on a Superfluid Helium Surface" Fiz.Nizk.Temp.23. 629-638 (1997)
• [文献書誌] Yu.P.Monarkha: "Dynamic Properties of the Two-Dimensional Wigner Solid on the Surface of Normal and Superfluid ^3He" J.Phys.Soc.Jpn.66. 3901-3907 (1997)
• [文献書誌] K.Shirahama: "Wigner Solid on the Free Surface of Superfluid ^3He" Phys.Rev.Lett.79. 4218-4221 (1997)
• [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)
• [文献書誌] Yu.P.Monarkha: "Wigner Solid Dynamics on Normal and Superfluid ^3He" Physica B. (to appear).
• [文献書誌] 河野公俊: "電子が感じる超流動^3Heの液面" パリティ. (掲載予定).
• [文献書誌] K.Kono: "Two-Dimensional Electron Systems on Helium and Other Cryogenic Substrates (Ed.E.Andrei)" Kluwer Academic publisher, 393 (1997)