低吸着ポテンシャル下の2次元超流動ヘリウムの研究

低吸附势下二维超流氦的研究

基本信息

批准号：
06740280
负责人：
矢野英雄
金额：
$ 0.58万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06740280/
关键词：
2次元超流動ヘリウム Kosterlitz-Thouless転移渦

项目摘要

我々は、吸着基盤として固体水素とポリエステルフィルムを用い、振動基盤上の^4He薄膜の超流動密度の温度変化を測定した。測定装置には、異なる共鳴周波数(530Hz、2009Hz)の2つのねじれ振り子を用いた。水素基盤としてポリエステルフィルムに吸着させた5層ないし20層の固体水素を用いた。超流動onset温度は、どちらの基盤とも周波数の高い方が高い。また相転移に伴う振り子の吸収のピークの温度T_<peek>も同様である。2つの周波数のT_<peek>の差ΔT_<peek>は、例えば水素基盤の場合、超流動onset温度が1.2Kの時で3mKである。膜厚を厚くすると超流動onset温度は高くなる。膜厚を変化させたときのΔT_<peek>をT_<peek>の関数として、2種類の基盤について比較した。T_<peek>が1.2Kの時はどちらの基盤もΔT_<peek>=3mKで一致するが、0.95Kではポリエステル基盤のΔT_<peek>が7mKに対し水素基盤が3mKで、ポリエステル基盤の方が大きい。Ambegaokarらのdynamic Kosterlitz-Thouless transition theoryによれば、ΔT_<peek>/T_<peek>はD/r_0^2の関数として現され、D/r_0^2が大きいほどΔT_<peek>/T_<peek>は小さい。ここで、Dは2次元超流動渦の拡散係数、r_0は渦芯の半径で、Dは基盤のポテンシャルの空間変化に、r_0は膜厚に依存すると考えられる。またT_<peek>は膜厚に依存し、T_<peek>の等しい^4He薄膜は基盤によらず同じ膜厚と考えられる。これらのことから、我々の0.95Kの結果は、水素基盤上^4He薄膜の超流動渦の拡散係数が、ポリエステル基盤に比べて大きいことを示唆している。

我们使用固体氢和聚酯薄膜作为吸附基底，并测量了振动基底上^4He薄膜的超流体密度的温度变化。使用两个具有不同共振频率（530Hz、2009Hz）的扭摆作为测量装置。使用吸附在聚酯薄膜上的5至20层固体氢作为氢基。两种基质的超流体起始温度在较高频率下都较高。对于与相变相关的摆吸收的峰值温度T_<peek>也是如此。例如，在氢基的情况下，当超流体起始温度为 1.2 K 时，两个频率之间的 T_<peek> 之间的差值 ΔT_<peek> 为 3 mK。随着膜厚度的增加，超流体起始温度升高。当改变两种类型基材的膜厚度时，我们比较了 ΔT_<peek> 作为 T_<peek> 的函数。当T_<peek>为1.2K时，两种基板都符合ΔT_<peek>=3mK，但在0.95K时，聚酯基板的ΔT_<peek>为7mK，而氢基板为3mK，聚酯基板为更好。根据Ambegaokar等人的动态Kosterlitz-Thouless转变理论，ΔT_<peek>/T_<peek>表示为D/r_0^2的函数，D/r_0^2越大，ΔT_<peek越多>/T_<peek> 很小。这里，D是二维超流体涡流的扩散系数，r_0是涡核的半径，D被认为取决于基底电势的空间变化，r_0取决于薄膜厚度。此外，T_<peek>取决于薄膜厚度，并且具有相同T_<peek>的^4He薄膜被认为具有相同的厚度，而与衬底无关。因此，我们在 0.95K 下的结果表明，氢基底上的 ^4He 薄膜中的超流体涡流的扩散系数大于聚酯基底上的扩散系数。