| 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 | 超流動 / 子流体 / 量子固体 / 三角格子 / 量子スピン系 / フラストレーション / スピン液体 / 多体交換相互作用 |
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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ョンの大きな系で、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1mK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ので、より低い有効温度までの測定が可能となる。今年度は、三層のHDをプリコートしたグラフォイル上の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、振舞は二層のHDをプリコートした場合とほぼ同じであることが判った。即ち交換相互作用の大きさ(J)がほとんど二層の場合と変わらないこと、面密度を増やすと相互作用が反強磁性から強磁性に変化することなどである。反強磁性領域では、高温部のキューリーワイス則が交換相互作用(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即ち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。
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