超流動ヘリウム3薄膜における量子サイズ効果の研究

超流氦3薄膜量子尺寸效应研究

• 批准号: 00J03422
• 负责人: 古川 人士
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-00J03422/
• 关键词: 固体ヘリウム3; U2D2相; 熱伝導率; ドメインウォール; 超音波; 弾性定数

A.個体ヘリウム3のU2D2相は、実験において異方軸の異なる3つのドメインが出来ることが知られている。そして、そのドメイン間にあるドメインウォールのために熱伝導率が極端に小さくなっている、と解釈できる実験結果が報告されている。そのため、前研究の面状磁気欠陥による熱伝導率の計算と同様のモデルを用いて、ドメインウォールによる熱伝導率を理論的に調べた。その結果、(1)マグノンの透過率は、ドメインウォールに対する入射角にかなり大きく依存するが、全体としては比較的透過しやすい。(2)このモデルでは、温度依存も値の大きさも、一枚の面状磁気欠陥の効果とほとんど変らない。(3)実際の実験でかかっている磁場の影響を見積もったが、定性的には磁場がない場合の結果とあまり変らない。という結果を得た。これらから、ドメインウォールの熱伝導率に対する影響はほとんどないと考えられる。この研究を論文にまとめ、また、2003年8月に広島で行われた国際研究会でポスター発表した。B.固体ヘリウム3のU2D2相は異方軸を持つため、核磁気秩序が起こると弾性定数が立方晶から正方晶になることが予想される。そして超音波を使ってその異方性を測定する実験が行われているが、その実験結果を解析する理論が存在しない。今までの実験は等方モデルを用いて解析しており、そのモデルでは弾性定数の温度変化や絶対値などが定性的に正しい結果を得ている。そこで今回、そのモデルを拡張し、異方性を議論できる理論をつくった。また、等方モデルでは、結晶の変形よりもマグノンの緩和する時間の方がずっと速いとする断熱近似を使っているが、実際の系では必ずしも断熱近似は成立しないのでそこも拡張できるようにした。まず簡単のため異方性のみを取り入れた理論を調べ、結晶の変形による交換積分変化と弾性定数の異方性の関係をあらわした。そして実験結果と比較して定性的な理解を得た。しかし、結晶の変形による交換積分変化は理論で求められておらず、より詳しい研究が必要である。

答：众所周知，单个氦3的U2D2相可以在具有不同各向异性轴的三个域的实验中形成。此外，已经报道了由于域之间的域壁，可以将实验结果解释为极低的导热率。因此，理论上使用类似于先前研究中由于平面磁缺损而导致的导热率的模型研究了由于域壁引起的热导率。结果，（1）镁的透射率在很大程度上取决于与域壁的入射角，但总体而言，它相对容易发射。 （2）在该模型中，温度依赖性和值幅度几乎与单个平面磁缺陷的效果相同。 （3）我们估计了在实际实验中应用的磁场的影响，但是从质量上讲，结果与没有磁场的结果并没有太大差异。获得结果。从这些原因中，人们认为对域壁的导热率几乎没有影响。这项研究被汇编成一篇论文，并在2003年8月在广岛举行的国际研究会议上介绍了一张海报。B。固体氦3的U2D2阶段具有各向异性轴，因此，当发生核磁序时，预计弹性常数将从立方体到四方。尽管已经进行了使用超声测量各向异性的实验，但没有理论可以分析实验结果。已经使用各向同性模型对先前的实验进行了分析，在此模型中，弹性常数的温度变化和绝对值在定性上正确正确。因此，这次，我们扩展了该模型，以创建一个可以讨论各向异性的理论。此外，各向同性模型使用绝热近似值，该模型指出，木蛋白放松的时间比晶体的变形快得多，但是在实际系统中，绝热近似不一定成立，因此也可以扩展。首先，为简单起见，我们研究了仅包含各向异性的理论，并介绍了由于晶体变形而引起的交换积分变化与弹性常数各向异性之间的关系。然后，与实验结果相比，我们获得了定性的理解。但是，理论不需要由于晶体变形而引起的交换积分变化，并且需要更详细的研究。

项目成果

Furukawa Hitoshi, Ohmi Tetsuo: "Thermal Conductivity of Solid ^3He in U2D2 Phase at Low Temperatures"Journal of the Physical Society of Japan. 71. 2178-2185 (2002)

古川仁、近江哲夫：“低温下U2D2相中固体^3He的热导率”日本物理学会杂志。

Furukawa Hitoshi, Ohmi Tetsuo: "Effect of Domain Wall on Thermal Conductivity of Solid ^3He in U2D2 Phase"Journal of the Physical Society of Japan. 72. 342-345 (2003)

古川仁、近江哲男：“畴壁对 U2D2 相中固体 ^3He 热导率的影响”日本物理学会杂志。

Furukawa Hitoshi, Ohmi Tetsuo: "Effect of Domain Wall on Thermal Conductivity of Solid ^3He in U2D2 Phase"Physica B. (予定). (2003)

Furukawa Hitoshi、Ohmi Tetsuo：“畴壁对 U2D2 相中固体 ^3He 热导率的影响”Physica B.（计划）（2003 年）。