2次元電子・イオンによる超流動ヘリウム3表面の研究

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10304028
• 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)
• キーワード: ヘリウム3 / 超流動 / 2次元電子 / イオン / プラズモン共鳴 / 表面励起 / 量子液体

研究概要

超流動^3Heの表面の性質を明らかにするために,He液面上2次元電子のプラズマ共鳴とHe液面下イオンプールの伝導度を測定した.
プラズマ共鳴は500MHzの高周波数領域で,電子系に垂直な磁場を加えた状況で測定した.このような条件下でプラズマ共鳴を測定することで分散関係による線幅の増加を最小限に抑え,本質的な共鳴線幅を求めることができる.^4He上での測定と^3He上での測定の結果を比較することで,フェルミ系である^3Heの特徴が明らかになった.特に,超流動転移温度以下で共鳴線幅が一段と減少する事実は意外な発見であり,その機構の解明について理論的な考察を行っている.
イオンを用いる実験では,直接液体表面直下にイオンをおくことができるので,超流動^3He表面に直接関係した情報が得られると期待される.今年度は^3Heでの実験を行い,パルス法という新しい伝導度の測定法を開発できたことで,これまでの飛行時間法と整合する結果を得ることができた.今後,超低温冷凍機を用いた超流動3Heでの実験に取り組む予定である.

研究成果

• [文献書誌] T. Arai: "Chemical reaction of surface start electrons on liquid helium with atomic hydrogen"Physica.E. (to appear).
• [文献書誌] O. I. Kirichek: "Experimental study of suuperfluid and normal ^3He surface properties by plasma resonances of Wingner solid"Physica B. (to appear).
• [文献書誌] K. Shirahama: "Wigner solid on the free surface of superfluid ^3He-A"Physica B. (to appear).
• [文献書誌] K. Kono: "Electrons on superfluid ^3He"Physica B. (to appear).
• [文献書誌] T. Arai: "Chemical reaction between hydrogen atoms and electrons on the surface of superfluid ^4He"Physica B. (to appear).