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2010 年度 実績報告書

超流動ヘリウム3境界効果の研究

研究課題

研究課題/領域番号 21244060
研究機関独立行政法人理化学研究所

研究代表者

河野 公俊  独立行政法人理化学研究所, 河野低温物理研究室, 主任研究員 (30153480)

キーワード超流動 / ^3He / ^4He / 液面電子 / イオンプール / 薄膜 / 表面束縛状態
研究概要

本研究は、異方的超流動の典型である、P波超流動3Heの表面や境界に出現する特異な現象を解明するために、ヘリウム液面上の電子や液面下のイオンをプローブとした研究を展開することを目的とする。平成22年度は、イオンプールの伝導度測定による表面束縛状態の直接検出、液面電子や表面下に導入したイオンの電子スピン共鳴の検出、それに加え、超流動4He自由表面で見られた、イオン運動に伴う量子渦生成のメカニズムに関する研究を計画した。超流動ヘリウム3の自由表面直下にはアンドレーエフ表面束縛状態と呼ばれる特異な準粒子状態が存在すると考えられている。その存在を直接観測することを最重要課題とする。今年度は、ヘリウム表面下の負イオンプールの伝導度測定を超流動3He中で行うことをめざし、それを実現することができた。電子バブルと呼ばれる負イオンを表面下に捕獲してそれを液面と平行に動かして、その抵抗を測定する実験である。超流動3Heの温度を直接測定するバイブレーティングワイヤーを導入した。常流動状態において、温度の下降とともに易動度が減少することが確認され、表面からの深さによってその程度が異なることが分かった。このことは以前に我々の測定と符合した結果である。超流動転移温度以下では、表面からの深さに依存する易動度は観測されないが、これまでのバルクヘリウム中の理論とは一致していない。測定は依然として予備的な段階にあり、今後表面からの深さ依存性や磁場依存性などに関して系統的な測定を行う必要がある。一方電子スピン共鳴の実験は光を使う方法が最もエレガントであるという認識にいたり、光学測定を準備している。

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (15件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Revisit to the Transport Measurements of Electrons on Rotating Superfluid 4He2011

    • 著者名/発表者名
      D.Takahashi
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn.

      巻: 80 ページ: 025002-1-025002-2

    • DOI

      10.1143/JPSJ.80.025002

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cotunneling effects in GaAs vertical double quantum dots2011

    • 著者名/発表者名
      A.O.Badrutdinov
    • 雑誌名

      JETP Lett.

      巻: 93 ページ: 217-220

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin Kinetics of 3He in Contact with Synthesized PrF3 Nanoparticles2011

    • 著者名/発表者名
      M.S.Tagirov
    • 雑誌名

      J.Low Temp.Phys.

      巻: 162 ページ: 645-652

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin Bottleneck in Resonant Tunneling through Double Quantum Dots with Different Zeeman Splittings2010

    • 著者名/発表者名
      S.M.Huang
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Lett.

      巻: 104 ページ: 136801(1-4)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Melting of a quasi-one-dimensional Wigner crystal : Electrons on superfluid 4He in a narrow channel2010

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

      Phys.Rev.B

      巻: 82 ページ: 201104(R)(1-4)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photon-Induced Vanishing of Magnetoconductance in 2D Electrons on Liquid Helium2010

    • 著者名/発表者名
      D.Konstantinov
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Lett.

      巻: 105 ページ: 226801(1-4)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evidence of Supersolidity in Rotating Solid Helium2010

    • 著者名/発表者名
      H.Choi
    • 雑誌名

      Science

      巻: 330

    • 査読あり
  • [学会発表] 液体ヘリウム表面上電子結晶の点接触における輸送特性2011

    • 著者名/発表者名
      黒田勲
    • 学会等名
      日本物理学会第66回年次大会
    • 発表場所
      新潟市
    • 年月日
      2011-03-28
  • [学会発表] 点接触型デバイスにおけるHe液面上電子の伝導:シミュレーションII2011

    • 著者名/発表者名
      東辻浩夫
    • 学会等名
      日本物理学会第66回年次大会
    • 発表場所
      新潟市
    • 年月日
      2011-03-28
  • [学会発表] Nonlinear Dynamics and Nonequilibrium States of Microwave-Excited Electrons on a Bulk Helium2011

    • 著者名/発表者名
      D.Konstantinov
    • 学会等名
      日本物理学会第66回年次大会
    • 発表場所
      新潟市
    • 年月日
      2011-03-27
  • [学会発表] Evidence of Quantized Vortices in Supersolid 4He2010

    • 著者名/発表者名
      D.Takahashi
    • 学会等名
      日本物理学会2010年秋季大会
    • 発表場所
      堺市
    • 年月日
      2010-09-26
  • [学会発表] 点接触型デバイスにおけるHe液面上電子の伝導:シミュレーション2010

    • 著者名/発表者名
      東辻浩夫
    • 学会等名
      日本物理学会2010年秋季大会
    • 発表場所
      堺市
    • 年月日
      2010-09-26
  • [学会発表] Coulomb interaction of electrons on liquid helium at a point constriction2010

    • 著者名/発表者名
      D.Rees
    • 学会等名
      日本物理学会2010年秋季大会
    • 発表場所
      堺市
    • 年月日
      2010-09-26
  • [学会発表] Microwave-induced zero-resistance states in 2D electrons on liquid helium2010

    • 著者名/発表者名
      D.Konstantinov
    • 学会等名
      日本物理学会2010年秋季大会
    • 発表場所
      堺市
    • 年月日
      2010-09-26
  • [学会発表] 準1次元系におけるウィグナー結晶の融解2010

    • 著者名/発表者名
      池上弘樹
    • 学会等名
      日本物理学会2010年秋季大会
    • 発表場所
      堺市
    • 年月日
      2010-09-25
  • [学会発表] Supersolid under slow rotation2010

    • 著者名/発表者名
      H.Choi
    • 学会等名
      International Symposium on Quantum Fluids and Solids
    • 発表場所
      Grenoble, France
    • 年月日
      2010-08-05
  • [学会発表] Ripplonic Lamb shift for electrons on the Helium surface2010

    • 著者名/発表者名
      M.Dykman
    • 学会等名
      International Symposium on Quantum Fluids and Solids
    • 発表場所
      Grenoble, France
    • 年月日
      2010-08-03
  • [学会発表] Radiation-induced zero-resistance states in surface electrons on He2010

    • 著者名/発表者名
      D.Konstantinov
    • 学会等名
      International Symposium on Quantum Fluids and Solids
    • 発表場所
      Grenoble, France
    • 年月日
      2010-08-03
  • [学会発表] Transport measurements of electrons on liquid 4He in the 1.6 μm channel2010

    • 著者名/発表者名
      H.Ikegami
    • 学会等名
      International Symposium on Quantum Fluids and Solids
    • 発表場所
      Grenoble, France
    • 年月日
      2010-08-03
  • [学会発表] Electron transport on liquid helium in confined geometry2010

    • 著者名/発表者名
      M.Ashari
    • 学会等名
      International Symposium on Quantum Fluids and Solids
    • 発表場所
      Grenoble, France
    • 年月日
      2010-08-03
  • [学会発表] Transport through a point constriction of an electron liquid on the surface of superfluid 4He2010

    • 著者名/発表者名
      D.G.Rees
    • 学会等名
      International Symposium on Quantum Fluids and Solids
    • 発表場所
      Grenoble, France
    • 年月日
      2010-08-03
  • [学会発表] Wigner crystals Confined in Micrometer-wide Channels2010

    • 著者名/発表者名
      H.Ikegami
    • 学会等名
      8th Conference on Cryocrystals and Quantum Crystals
    • 発表場所
      Chernogolovka, Russia
    • 年月日
      2010-07-28
  • [備考]

    • URL

      http://lt.riken.jp/

URL: 

公開日: 2012-07-19  

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