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2次元固体ヘリウム3における量子スピン液体状態の実験的検証

二维固态氦3中量子自旋液态的实验验证

基本信息

批准号：
03J11007
负责人：
松本洋介
金额：
$ 1.15万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

グラファイト上に物理吸着したヘリウム3(^3He)原子は、低温で理想的な2次元強相関フェルミ粒子系を形成する。特に、吸着第2層目には3角格子構造を持つ低密度整合相(4/7相)が存在し、その磁気基底状態はギャップレスの量子スピン液体状態であると考えられている。また、低面密度のFermi流体相では、4/7相に向かって密度を増加させると^3He準粒子有効質量m^*が発散的に増大し、これがMott-Hubbard型の量子局在転移として理解できるという主張がなされている。前年度までの熱容量測定によって、4/7相のごく近傍の密度域ではMott局在相に零点空格子点をドープした新たな量子状態が実現している可能性が示唆された。ここではスピン自由度に由来する交換相互作用程度の温度(T【approximately equal】1mK)の熱容量ピーク(スピン熱容量)と、30mK付近のなだらかなピークとが共存する奇妙な温度依存性を持つ。系はFermi流体相からこの異常状態を経由し、連続的にMott局在相に移行すると考えられる。今年度は前年度の実験結果を補うとともに、まず4/7相より高密度領域の熱容量測定を行った。その結果、4/7相完結以上の密度で直ちに3層目Fermi流体が形成されるわけではなく、2層目内で4/7相に粒子ドープされた状態か、もしくは3層目にself boundした液体^3Heが形成されている可能性が示唆された。さらに、吸着第2層目の^3Heの一部を^4Heで置換した効果について調べた。その結果、低温スピン熱容量への影響は大きくないものの、30mKのなだらかなピークは大幅に増大し、過剰熱容量の密度変化は4/7相の密度を中心として対称的であることが分かった。これは単純な^3He^<-4>Heの混合では説明のできない現象であり、空格子(もしくは^3He粒子)ドープされた4/7相に対し、ボゾンである^4He不純物が何らかの影響を及ぼしていると考えられる。

The physical absorption of the atom 3 (^ 3He) atom and the ideal second-order strong phase of the low-temperature particle system form the particle system. Special attention is paid to the existence of the low-density integrated phase (4ppm 7 phase), magnetic substrate state, liquid state, liquid state, and so on. Low area density, low area density Fermi fluid phase, 4 pulse 7-phase temperature, density plus temperature, 3He standard particles have a small amount of m ^ * scattered particles, and the quantum bureau of the Mott- Hubbar type is moving to understand the density of the particles. In the previous year, the capacity measurement of the previous year, the fourth and seventh phase, the density domain, the Mott office, the zero space, the space, the new quantum, the possibility, the possibility. The origin of the degree of freedom, the degree of interaction, the temperature (T [approximately equal] 1mK), the capacity, the capacity, the 30mK, the coexistence, the wonderful temperature dependence. The Fermi fluid phase is in the normal state, and the linked Mott office is moving in the same phase. In the first half of this year, the results of the previous year show that the performance of the high-density field capacity test is very high in the 7-phase high density field. The results show that the density of the Fermi fluid above 4pm is more than 7-phase, and the density of the Fermi fluid is higher than 7-phase. The possibility of the formation of the liquid ^ 3He is instigated by the possibility that the particles in the 7-phase phase and the liquid ^ 3He will form in the second order. Take a look at the second item ^ 3He, a movie called ^ 4He, and you will find that you don't know what to do. The results show that the capacity of the low-temperature temperature cycle has a significant effect on the temperature, the temperature of the 30mK, the temperature of the temperature, the temperature of the temperature, the density, the density, the density. Make sure that you know that the image is the same as the 3He particles, the space space (the 3He particles), the space space (the particles), the box (the particles), the particles (the particles), the particles (the particles), the 4He particles (the particles), the particles (particles).