| 研究概要 |
ボースおよびフェルミ量子流体の理想的な研究対象である^4Heおよび^3He流体について,規則的な構造のナノ多孔体で創る新規ナノ極限環境で,1次元のヘリウム量子流体等の実現とその研究を行ってきた。
今年度は、細孔直径が1.8-4.8nmの1次元多孔体内に吸着した4Heが超流動を示すことを確定した実験を報告した。さらに,細孔直径(約2.8nm)や基盤の吸着ポテンシャルがほぼ同じで1次元と3次元ナノ多孔体において、細孔のつながりの次元性を明瞭に反映した^4He薄膜の超流動転移(オンセット)を観測した。3次元ナノ多孔体では、3次元ガスのボース・アインシュタイン凝縮の特徴を示した。1次元ナノ多孔体では、1次元フォノン状態にあると考えられる低温で超流動を観測した。更に,小さい細孔を持つナノ多孔体での超流動を探索するため,いくつかの新規ナノ多孔体において4Heの吸着状態を調べ超流動などの探索を行った。また2次元超流動転移の動的性質を調べる目的で,水晶マイクロバランス(QCM)のオーバートーンを用いた10^8MHzまでの高周波での周波数依存を測定できるシステムを実現した。
^3Heについては、1次元多孔体を用いて^3Heガスのナノチューブを実現し、高温での2次元ボルツマンガス状態から、低温での1次元ガスへの次元性クロスオーバーを比熱等により調べ,この細孔直径依存をあきらかにした。
また擬1次元ハイゼンベルグ強磁性体の磁場中比熱実験を,理論計算でほぼ定量的一致することを明らかにした。
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