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超流動ヘリウム3薄膜における境界効果と不均一超流動相の研究

超流氦3薄膜中的边界效应和非均匀超流相研究

基本信息

批准号：
20029022
负责人：
斎藤政通
金额：
$ 3.58万
依托单位：
University of Tsukuba (2009)The Institute of Physical and Chemical Research (2008)
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：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

飽和蒸気圧下の超流動^3Heは、自由表面を持った唯一のp波超流動体であり、電場などの外場により膜厚を連続的に制御できるため、異方的超流動体・超伝導体における異方的クーパー対への境界効果を調べる上で重要な研究対象である。特に、膜厚約1ミクロンの超流動B相薄膜では境界の影響が顕著となり、ストライプ相と呼ばれる並進対称性の破れた空間的に不均一な超流動相の存在が理論的に予測されている。本研究では、このストライプ相や、膜厚変化によるAB相転移などを検出することを目指し、くし型電極を用いた流動特性の膜厚依存性測定を行った。微細加工により作成したくし型電極を用いることで、1mK以下の超低温環境下において膜厚1ミクロン以下の超流動ヘリウム3薄膜を高感度で測定し、自在に制御することが可能となった。0.5～1.5ミクロンの膜厚範囲において、フィルムフローの駆動速度を変えた測定を行った結果、低速度側での散逸の見られない流れと、高速度側での散逸を伴う流れが観測された。散逸的領域では散逸量の駆動速度依存性に2種類の傾向が見られた。実験は、ストライプ相が予測されるゼロ磁場中と、比較のため、0.3テスラの磁場印加により系全体をA相に変え、B相が無い場合とで行った。その結果、この2種類の散逸は、ゼロ磁中でのみ確認され、磁場中では観測されなかった。したがって、この奇妙な散逸の駆動速度依存性には、B相薄膜の存在が深く関与していることを示唆する結果を得ることができた。散逸機構の詳細は不明ではあるが、ストライプ相で形成されるドメインの影響が可能性として考えられる。

Superfluid under saturated vapor pressure, free surface, unique p-wave superfluid, electric field, external field, film thickness, etc. are important research objects. In particular, the film thickness is about 1 mm, and the supermobile B-phase thin film has the effect of the boundary. The existence of the heterogeneous supermobile phase is predicted theoretically. In this study, the dependence of flow characteristics on film thickness was measured for the first time. Micromachining is possible for ultra-thin films with film thickness of less than 1mK and ultra-fluidity of less than 1mK under ultra-low temperature conditions. 0.5~1.5 μ m thick film thickness range measurement results, low velocity side dispersion flow, high velocity side dispersion flow. There are two kinds of trends in the field of dispersion, the dependence of dispersion quantity and moving speed. In the case of phase A, phase B, phase C, phase D, phase D, phase C, phase D, phase D, The results show that there are two kinds of dispersion, magnetic field and magnetic field. The existence of phase B thin films is closely related to the velocity dependence of phase B diffusion. The details of the dispersion mechanism are unclear, and the formation of the dispersion mechanism is possible.