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2009 年度 実績報告書

吸着膜超流動と固相膜滑り運動の競合現象の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20540351
研究機関電気通信大学

研究代表者

鈴木 勝  電気通信大学, 電気通信学部, 教授 (20196869)

研究分担者 簑口 友紀  東京大学, 大学院・総合文化研究科, 助教 (10202350)
キーワードHe吸着膜 / 超流動 / 固相膜 / グラファイト / 界面摩擦 / 滑り運動
研究概要

ナノスケールの摩擦現象の理解は工学的な視点からも重要であり、『ナノトライボロジー』と呼ばれる研究分野が発展している。その中の研究対象のひとつである物理吸着膜の滑り運動は、界面摩擦のメカニズムにミクロな視点からの知見を与えるものとして実験的にも理論的にも興味が持たれている。研究代表者・鈴木は、水晶マイクロバランス(QCM)法を用いてグラファイト基板上の^4He吸着膜の界面摩擦を測定した。測定の結果、2原子層膜以上の^4He吸着膜では低温で界面摩擦が減少し滑り運動を起こすことが明らかになった。最近、より高面密度の^4He吸着膜の系統的な測定により、^4He吸着膜上部の超流動層が下部の(固相膜の)滑り運動を抑制する、という新しい現象を見出した。
平成21年度は、この新しい現象の理論研究を進めると同時に、実験的研究では新しく開発した32kHz音叉型振動子の利用した10KHzの振動数域でのQCM測定を試みた。超流動による固相膜の滑り運動の抑制は、基板振幅と周波数でスケールされると予想される。これまでの予備的な測定によると、32kHz音叉型振動子の固相膜の滑り運動の抑制は、5MHz ATカット水晶振動子と比較して大きな基板振幅で観測され、両者の^4He吸着膜に働く外力はほぼ等しい領域であることが明らかになった。さらに32kHz音叉型振動子の低振幅領域では、固相膜の滑り運動に超流動転移に伴うヒステリシス(温度上昇では^4He吸着膜の超流動転移温度以上の高温でも固相膜の滑り運動が維持される。)が観測された。このヒステリシス現象の詳細な研究は今後の課題である。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (6件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Sliding Friction of Kr Films Adsorbed on Graphite2010

    • 著者名/発表者名
      H.Kobayashi
    • 雑誌名

      Journal of Physical Society of Japan 79

      ページ: 014602-1, -6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamical sticking of a solid ^4He with superfluid overlayer2009

    • 著者名/発表者名
      N.Hosomi
    • 雑誌名

      Physical Review B 79

      ページ: 172503-1, -4

    • 査読あり
  • [学会発表] 音叉型水晶によるグラファイト基板上Heのスリップ現象の観測2010

    • 著者名/発表者名
      出浦健一
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2010-03-22
  • [学会発表] グラファイト基板上の希ガス吸着膜の滑り摩擦2009

    • 著者名/発表者名
      小林甫
    • 学会等名
      摩擦の会議2009
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2009-12-03
  • [学会発表] 単結晶グラファイト基板上のKr吸着膜の界面摩擦III2009

    • 著者名/発表者名
      小林甫,谷口淳子,鈴木勝,三浦浩治,荒川一郎
    • 学会等名
      日本物理学会2009秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2009-09-25
  • [学会発表] Sliding Friction of Multilayer Helium Films2009

    • 著者名/発表者名
      M.Suzuki
    • 学会等名
      World Tribology Congress 2009
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2009-09-11
  • [学会発表] Competition between the Slippage and the Superfluidity of ^4He Films2009

    • 著者名/発表者名
      出浦健一
    • 学会等名
      World Tribology Congress 2009
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2009-09-09
  • [学会発表] Sliding Friction of Kr Films Adsorbed on Single Crystalline Graphite Substrate2009

    • 著者名/発表者名
      小林甫
    • 学会等名
      World Tribology Congress 2009
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2009-09-09
  • [備考]

    • URL

      http://ns.phys.uec.ac.jp/

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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