SQUID-NMRによる1次元トンネルに吸着されたヘリウム3の基底状態の研究

SQUID-NMR 研究一维隧道中吸附的 He-3 基态

• 批准号: 16740198
• 负责人: 松下 琢
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16740198/
• 关键词: 1次元フェルミ流体; 量子流体; ヘリウム3; ナノ多孔体; 吸着ヘリウム膜; 核磁気共鳴; 比熱

多孔体FSM中の直径2.8nmの1次元細孔をヘリウム4で被覆しヘリウム3を浮かべた場合、ヘリウム3は高温で2次元古典理想気体の比熱を示し、0.1Kの温度近傍でピークを持ったあと、低温で縮退を示す温度に線形な比熱を持つことが実験で示されていた。我々のモデル計算との比較から、この比熱ピークが、1次元細孔の周方向運動の最低励起状態への熱励起によるもので、低温に1次元ヘリウム3流体が実在し高温で2次元気体へクロスオーバーしているとして解釈可能であることがわかった。まずこの解釈の妥当性を検証するため、本研究の初年度には、1次元細孔径を小さくした場合のヘリウム3比熱について測定を行い、熱励起による比熱ピークが高温へシフトするということが確認できた。この実験結果は、孔径を小さくするに従って最低励起エネルギーが大きくなることによるものと考えられ、ヘリウム3気体の次元性クロスオーバーの解釈を支持し、孔径を小さくすることでヘリウム3の1次元流体が実現できる温度範囲が広がることが明らかになった。今年度は、さらにこの次元性クロスオーバーを仮定したモデル計算の精度を高め、より広い密度範囲で、比熱の温度依存性の実験結果と計算の比較を行った。また、微視的な情報、特に1次元ヘリウム3の基底状態について知見を得るための、SQUID-NMR実験の核となる広帯域SQUIDセンサーを、実際に実験に使用する大型希釈冷凍機に設置し試験運転を繰り返し行った。このセンサーには希釈冷凍機の高真空空間における冷却に問題があることがわかったため、ノイズ対策や、回路を直接冷却する熱リンクの設置など、センサーの製作技術者と連絡をとり改良を進めている。今後、この冷却の問題を解決し、NMR法を用いて1次元ヘリウム3気体の基底状態の微視的情報を得るべく、研究を継続、発展させる。

In porous body FSM, 1-D fine pores with diameter of 2.8 nm are coated with 4-D fine pores, 3-D fine pores are coated with 4-D fine pores, 3-D The calculation of the temperature of the fluid is based on the comparison between the temperature and the minimum excitation state of the circumferential motion of the 1st dimensional pore. The validity of this solution was verified in the initial year of this study. In the case of small pore size, the specific heat of the solution was determined in the middle of the thermal excitation. The results of this study are as follows: 1. The minimum excitation temperature range of 3-D fluids is as high as the minimum excitation temperature range of 3-D fluids. This year, the accuracy of the calculation is high, the density range is high, and the temperature dependence of the calculation is high. The information of Weishi app, special dimension, base state, SQUID-NMR, core and field SQUID, actual use, large-scale refrigerator setting, test operation, and return. The cooling problem in the high vacuum space of the refrigerator is solved by setting up and contacting the production engineer of the refrigerator. In the future, this cooling problem will be solved, and NMR method will be used to obtain information on the substrate state of the three-dimensional body and the Weishi app.

项目成果

One-dimensional ^4He and ^3He quantum fluids realized in nanopores

在纳米孔中实现一维^4He和^3He量子流体

• 发表时间: 2006
• 期刊: AIP Conf. Proc. 850
• 作者: N.Wada;T.Matsushita;R.Toda;Y.Matsushita;M.Hieda;J.Taniguchi;H.Ikegami
• 通讯作者: H.Ikegami

Influence of adsorption potential on 3He fluid states formed on 4He-preplated substrates

吸附势对 4He 预镀基底上形成的 3He 流体状态的影响

• 发表时间: 2005
• 期刊: Journal of Low Temperature Physics 138(印刷中)
• 作者: T.Matsushita;R.Toda;J.Tanigurhi;H.Ikegami;N.Wada
• 通讯作者: N.Wada

Possible one-dimensional 3He quantum fluid formed in nanopores.

• DOI: 10.1103/physrevlett.94.065301
• 发表时间: 2005-02
• 期刊: Physical review letters
• 影响因子: 8.6
• 作者: J. Taniguchi;A. Yamaguchi;H. Ishimoto;H. Ikegami;T. Matsushita;N. Wada;S. Gatica;M. W. Cole;F. Ancilotto;S. Inagaki;Y. Fukushima

Vapor pressure measurement for ^4He films adsorbed on 2D mesoporous hectorite

二维介孔锂蒙脱石吸附^4He薄膜的蒸气压测量

• 发表时间: 2006
• 期刊: AIP Conf. Proc. 850
• 作者: R.Asano;R.Toda;Y.Matsushita;M.Hieda;T.Matsushita;N.Wada
• 通讯作者: N.Wada

Low temperature performance of miniature capacitive pressure sensor with submicron gap

亚微米间隙微型电容式压力传感器的低温性能

• 发表时间: 2005
• 期刊: J.Low Temp.Phys. 138
• 作者: M.Hieda;T.Kato;D.Hirano;T.Matsushita;N.Wada
• 通讯作者: N.Wada