| 研究課題/領域番号 |
10203205
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
石本 英彦 東京大学, 物性研究所, 教授 (60044773)
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| 研究分担者 |
山口 明 東京大学, 物性研究所, 助手 (10302639)
柄木 良友 東京大学, 物性研究所, 助手 (30186027)
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| キーワード | 量子スピン系 / フラストレーション / 超流動 / 量子流体 / 多体交換相互作用 / 量子固体 / スピン液体 / 三角格子 |
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| 研究概要 |
グラフォイル基盤に吸着された数原子層以下のヘリウム3は、非常にきれいで理想的な2次元フェルミ系を形成し、吸着量を変えることにより液相と固相が同じ試料セルで実現出来る。このうち吸着第二層の反強磁性領域の固相は、三角格子であると共に幾つかの多体交換相互作用の競合によるフラストレーシヨンの大きな系で、その基底状態は長距離秩序のないスピン液体ではないかという予想がある。しかしその相互作用は約lmK程度であり、現在の測定温度領域では未だはっきりした結論に至っていない。ところがグラフォイルに二層のHDをプリコートすると、その上に非常に低密度のヘリウム3固相を実現することが出来る。従って、その交換相互作用(J)は約4mKと一連の系の中では一番大きく、より低い有効温度までその基底状態を探ることが出来る。その様な単原子膜固体ヘリウム3の磁化測定が、できるだけ低周波のNMRを用いて初めて0.1mKの低温まで行われた。その結果、高温部のキューリワイス則がJよりも小さい温度域までも良く成立していることが判った。しかしT=0.1mKすなわちT/J=0.025においても相転移の兆候はなく磁化はゆるやかな増加を示しており、スピンギャップはあっても非常に小さいと考えられる。さらに磁化の温度依存性は限られた低密度領域では、T/Jのみの関数として表わせることが明らかになった。この原因を探るため、高温部の温度依存性を多体交換モデルの高温展開で解析したところ、二体交換に比べて三体交換が大きいこと、又これらと四体交換相互作用が密度依存性がほとんど同じであることが判明した。
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