くし型電極による超流動ヘリウム3薄膜の臨界流密度の研究

利用叉指电极研究超流氦-3薄膜的临界流动密度

基本信息

批准号：
02J06386
负责人：
斎藤政通
金额：
$ 2.37万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology (2003-2004)The University of Tokyo (2002)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

^3Heは1mK程度の超低温で超流動状態になり、異方的なp波クーパー対に起因する多彩な性質を示し、我々がフェルミ粒子対凝縮の普遍的性質を理解する上で欠くことのできない研究対象である。特に、薄膜や壁近傍など、境界の効果の無視できなくなる領域では、秩序変数の抑制効果による新しい超流動相の安定化や、秩序変数の対称性を反映した表面束縛状態の形成などが予想されている。これらの現象は、秩序変数の異方的性質を境界効果により新たに顕在化させたものととらえることができ、バルクの実験では見ることのできない新たな切り口から、異方的超流動の本質を探る研究と言える。しかし、バルクと比べ、極めて限られたサンプル量、サンプル空間での現象であるために、従来の実験方法での進展は困難であった。くし型電極という微細な構造のデバイスの導入により、膜厚1μm以下の薄膜のこれまでにない高度な制御・測定を可能にした。その結果、臨界流密度の膜厚依存性の測定から、流れの散逸機構に秩序変数の抑制が強く関与していることが分かった。また、くし型電極を圧電基板上に配置した弾性表面波素子や、水晶振動子などのずれ振動素子を用いた、数十MHzの周波数でのよこ波音響インピーダンスの測定を行った。この測定は、平行に振動する境界面とそれに接する超流動^3Heとの間の運動量輸送を調べることに相当し、境界近傍に形成される準粒子状態密度の大きな寄与が予想される。その結果、音響インピーダンスの温度依存性は表面束縛状態の寄与を示した理論的予測の特徴を再現しており、超流動^3Heで初めて表面束縛状態を確認した実験となった。

^3He在约1 mK的超低温下变成超流体状态，并表现出由各向异性p波库珀对引起的各种性质，这对于我们理解费米子对凝聚的普遍性质至关重要。研究。特别是，在边界效应不可忽视的区域，例如薄膜或壁附近，预计将通过有序变量的抑制作用稳定新的超流相，并形成表面束缚态，反映了阶变量的对称性。这些现象可以看作是有序变量因边界效应而具有各向异性性质的新表现，我们可以从批量实验中看不到的新角度来理解各向异性超流性的本质，可以说这是研究。去探索。然而，由于与本体相比，这种现象发生在极其有限的样品和样品空间中，因此使用传统的实验方法很难取得进展。通过引入被称为梳状电极的精细结构装置，我们以前所未有的水平控制和测量厚度为1μm以下的薄膜成为可能。结果，通过对临界流动密度的膜厚度依赖性的测量，发现顺序变量的抑制与流动耗散机制密切相关。我们还使用放置在压电基板上的具有叉指电极的表面声波装置和诸如晶体谐振器的剪切振动装置测量了频率为几十MHz的横波声阻抗。该测量对应于研究平行振荡边界表面和与之接触的超流体 ^3He 之间的动量传输，并且预计边界附近形成的准粒子态密度将产生很大的贡献。结果，声阻抗的温度依赖性再现了理论预测的特征，显示了表面束缚态的贡献，这是第一个证实超流体^3He中表面束缚态的实验。

项目成果

期刊论文数量（6）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Transverse Acoustic Response Measured by AC-cut Transducer in Superfluid Helium-3

超流 Helium-3 中交流截止传感器测量的横向声响应

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Journal of Low Temperature Physics (印刷中)
影响因子：
0
作者：
Y.Aoki;Y.Wada;A.Ogino;M.Saitoh;R.Nomura;Y.Okuda
通讯作者：
Y.Okuda

Shear Acoustic Response of the Superfluid ^3He-B

超流体 ^3He-B 的剪切声响应

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Journal of Physics and Chemistry of Solids (印刷中)
影响因子：
0
作者：
Y.Aoki;Y.Wada;A.Ogino;J.Taniguchi;M.Saitoh;R.Nomura;Y.Okuda
通讯作者：
Y.Okuda

Masamichi Saitoh: "Study of dynamical properties of superfluid ^3He film flow by inter-digitated capacitors"Physica B. 329-333. 131 (2003)

Masamichi Saitoh：“通过叉指电容器研究超流体^3He膜流的动力学特性”Physica B. 329-333。

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Masamichi Saitoh, Hiroki Ikegami, Hidekazu Mukuda, Kimitoshi Kono: "Study of dynamical properties of superfluid ^3He film flow by inter-digitated capacitors"Physica B. (2003年4月発行予定). (2003)

Masamichi Saitoh、Hiroki Ikegami、Hidekazu Mukuda、Kimitoshi Kono：“Study of Dynamical Properties of superfluid ^3He film flow by inter-digitated不良电容”Physica B.（预定于2003年4月出版）。