超流動ヘリウム３表面束縛状態のマヨラナ粒子性検証のための新技術

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24654114
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 池上 弘樹 独立行政法人理化学研究所, 河野低温物理研究室, 専任研究員 (70313161)
• 連携研究者: 秋元 彦太 独立行政法人理化学研究所, 支援チーム, チームヘッド (60202545)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 超流動ヘリウム３ / 表面束縛状態 / トポロジカル超流動 / マヨラナ粒子 / マイクロ構造

研究概要

超流動ヘリウム３－Ｂの自由表面に形成される表面束縛状態のマヨラナ粒子性の検証を目的として、毛細管現象と微小SQUIDを利用した新しい実験系の構築のための基礎的研究を行った。幅1～10マイクロメーターのマイクロチャネル構造中を作製し、液体ヘリウムの毛細管現象の研究を進めた。特にのマイクロチャネル中の液体ヘリウム４の表面にトラップされた電子の輸送特性から、毛細管凝縮したヘリウムの表面は予想通りの形状になっている事を示した。また輸送特性に現れる振動は、電子密度を変化させた際に起こるWigner結晶のreentrantな融解に起因する事を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Reentrant Melting of a Classical Quasi-One-Dimensional Wigner Crystal on the Surface of Liquid Helium (2013)
  • 著者名/発表者名: David. G. Rees、池上弘樹、河野公俊
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 82 巻: 124602-1-8
  • DOI: 10.7566/JPSJ.82.124602
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evidence for Reentrant Melting in a Quasi-One-Dimensional Wigner Crystal (2013)
  • 著者名/発表者名: 池上弘樹、秋元彦太、David G. Rees、河野公俊
  • 雑誌名: Physical Review Letters 109 巻: 236802-1-5
  • DOI: 10.1103/PhysRevLett.109.236802
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nonlinear Transports of Electrons on Liquid 4He in a 1.6μm Channel (2012)
  • 著者名/発表者名: 池上弘樹、秋元彦太、河野公俊
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 400 巻: 012020-1-4
  • DOI: 10.1088/1742-6596/400/1/012020
  • 査読あり
• [学会発表] Nonlinear Transport of the Wigner Crystal in a Confinement Geometry (2013)
  • 著者名/発表者名: N.R. Beysengulov、D.G. Rees、池上弘樹、D.A. Tayurskii、河野公俊
  • 学会等名: International Symposium on Quantum Fluids and Solids (QFS2013)
  • 発表場所: 松江
  • 年月日: 2013-08-05
• [学会発表] Confinement effect on electron transport of Wigner solid on liquid He (2013)
  • 著者名/発表者名: N.R. Beysengulov、D.G. Rees、池上弘樹、D.A. Tayurskii、河野公俊
  • 学会等名: The 12th Asia Pacific Physics conference (APPC12)
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 2013-07-18
• [学会発表] Reentrant melting of a quasi-one-dimensional Wigner crystal (2012)
  • 著者名/発表者名: 池上弘樹
  • 学会等名: International Workshop on Nonequilibrium Phenomena in Complex Quantum Systems : from Correlated Electrons to Mesoscopic Devices
  • 発表場所: 恩納村
  • 年月日: 2012-04-24
• [備考]
  • URL: http://lt.riken.go.jp/index.shtml