液体ヘリウム4薄膜上ヘリウム3単原子層膜の2次元凝集現象における量子効果

液氦4薄膜上氦3单层膜二维团聚现象的量子效应

基本信息

  • 批准号:
    09226204
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 0.77万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
  • 财政年份:
    1997
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1997 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

吸着^4He薄膜上の^3He単原子層膜では^3準粒子間に^4Heの第3音波を媒介とした相互作用が働き、^4He膜厚を介してその強さを調整することによる^3Heの2次元凝集現象(puddling)や超流動移転が理論的に予測されている。実際、Washington大学のグループが比熱測定で異常を発見し、puddlingをとらえたと報告している。今回、このpuddling現象に対する相図を決定すべくこの系の比熱測定を行った。吸着基盤としては原子レベルで平坦な表面を持つGrafoilを使用し、Nuclepore filterを用いたWshington大学のグループの試料と第3音波の音速が等しくなるよう^4He膜厚は約5層とした。^3He面密度は0.38,0.47,1.0nm^<-2>の3種類について1mK<T<80mKで測定を行った。結果は^3He準粒子の有効質量が裸の原子の質量の約1.3倍であるとした理想フェルミ気体の比熱と良く一致し、puddlingを示すような異常は見られなかった。有効質量が重くなるのは^4Heのbackflowを伴っているためであり、理論予測と定量的によく一致している。^3He面密度の増大とともに^3He準粒子間相互作用が強まり有効質量の増大が見込まれるが、我々の測定範囲ではこの増大は非常に小さく、基盤上に直接物理吸着した^3He液相における場合に比べ準粒子間相互作用が非常に小さいことを示唆している。これは、^4He上では^3He高さ方向の局在性が緩く、^3He原子の運動に対し他の原子がこれを避ける空間が広いためであると考えることができる。また、Grafoil基盤に直接吸着した^3He液相で観測された温度に依存しない比熱の寄与は観測されなかった。これは基盤の不均一な部分に吸着し短距離秩序の成長にともない徐々にエントロピーを解放して比熱に寄与するアモルファス固体^3Heが^4Heに置き換わり、磁気比熱をもたなくなったためであると考えることができる。
The theoretical predictions of puddling and superflow of ^3He in single atomic layer films adsorbed ^4He are based on the interaction between ^3He quasiparticles and the third acoustic medium, the adjustment of the thickness and intensity of ^4He films. In the meantime, the University of Washington's special heat measurement is abnormal, puddling and reporting. The puddling phenomenon determines the specific heat of the system The absorption substrate is flat and the surface is flat. The particle filter is used in the Wshington University sample. The third sound wave is equal to the speed of sound. The film thickness is about 5 layers. 3He areal density is 0.38, 0.47, 1.0 nm ^<-2>3 species are measured at 1mK&lt;T&lt;80mK. The results show that the effective mass of 3He quasiparticles is about 1.3 times higher than that of naked atoms. There is a lot of weight in the backflow, and theoretical predictions are consistent with quantitative predictions. The interaction between He quasi-particles is stronger than that between He quasi-particles in the case of direct physical adsorption on the substrate. The movement of the atoms in the direction of 3He is slow, and the movement of the atoms in the direction of 3He is slow. In addition, the temperature measured by directly absorbing ^3He in the liquid phase on the Grafoil substrate depends on the specific heat and the measured temperature. For example, if the substrate is not uniform, it will be easy to grow.

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
K.Ishida et al.: "Low Temperature Heat-Capacity Anomalies in Two-Dimensional Solid ^3He" Physical Review Letters. 79・18. 3451-3454 (1997)
K. Ishida 等人:“二维固体 ^3He 中的低温热容异常”物理评论快报 79・18 (1997)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
M.Morishita et al.: "Low Temperature Heat-Capacities of Liquid ^3He Thin Films" Journal of Low Temperature Physics. 110・1/2. 351-356 (1998)
M.Morishita 等人:“液体 ^3He 薄膜的低温热容量”《低温物理学杂志》110・1/2(1998 年)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
N.Mori et al.: "STM Observations of Helium Atoms Adsorbed on Graphite Surfaces" Journal of Low Temperature Physics. 110・1/2. 641-646 (1998)
N.Mori 等:“石墨表面吸附的氦原子的 STM 观察”《低温物理学杂志》110・1/2(1998 年)。
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  • 发表时间:
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