2005 Fiscal Year Annual Research Report
ヘリウム液面電子による2次元ボース気体の量子相転移の研究
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16340108
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
新井 敏一 京都大学, 低温物質科学研究センター, 助手 (80333318)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
矢山 英樹 九州大学, 大学院・理学研究院, 助教授 (60166840)
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| Keywords | 液面電子 / 2次元希薄気体 / 水素原子 / 2次元超流動 / 電子付着 / エッジマグネトプラズモン |
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| Research Abstract |
本研究課題の目標である水素原子2次元希薄気体の超流動状態の検出にむけて、超流動ヘリウム表面に浮かべた2次元電子が同じ液面に共存させた水素原子の状態を調べるための感度のよいプローブとして有効に機能することをたしかめる実験を行った。
電子と水素原子の共存系では、水素原子への電子付着反応がおこるため、両者の密度が時間とともに減少する。強磁場でスピン偏極させることにより電子付着反応を抑制できることが前年度の本研究の成果でわかっている。本年度は強磁場中で電子の移動度を測定し、共存させた水素原子気体の状態を知ることを目的として研究を行った。
強磁場中において2次元電子系にはエッジマグネトプラズモン(EMP)とよばれる特徴的な振動モードが存在する。従来のCW法によるEMP共鳴では、周波数挿引で測定している間に電子と水素原子の密度が変化してしまうため都合が悪い。共存系の密度は数十秒程度の時間スケールで減少するので、系の状態をリアルタイムでモニターするためにはそれよりも十分短時間の測定を繰り返し行うことが不可欠である。私たちはパルスでEMP振動を励起し、10msごとにEMPの信号を得ることに成功した。
EMPの減衰率は電子の移動度に依存する。ヘリウム液面に電子だけが存在する場合と水素原子を共存させた場合とでは減衰率に大きな違いが見られることがわかった。このことは液面電子が2次元水素原子気体の存在をしっかりと感じていることの証拠である。現在測定データの解析を進めていて、水素原子が電子の移動度に与える影響を定量的に理解することにつながると期待している。
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