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用于吸附氦单分子层研究的超导铌量热计

其他凝聚态物理 2021-02-03 v1 超导电性

摘要

我们开发了一种以超导铌(Nb)为真空容器的量热计,用于研究吸附在石墨上的氦单分子层,这些是低于1 K的典型二维量子物质。选择Nb是因为其在超导态下的比热很小。当基底的比表面积较小时,降低附件热容(CadC_{\rm{ad}})至关重要。在此我们展示该Nb量热计的设计细节、构造以及降至40 mK的CadC_{\rm{ad}}测量结果。测得的CadC_{\rm{ad}}足够小,因此可用于低于1 K宽温区内氦单分子层的热容测量。我们发现CadC_{\rm{ad}}中存在相对较大的过剩热容,其成功归因于氢(H)和氘(D)在Nb中氧或氮杂质附近的陷阱中心之间的原子隧穿。通过将数据拟合隧穿模型推导出的H和D的隧穿频率,与先前关于掺H或D的Nb实验一致。

关键词

引用

@article{arxiv.2010.15295,
  title  = {Superconducting Niobium Calorimeter for Studies of Adsorbed Helium Monolayers},
  author = {Jun Usami and Koki Tokeshi and Tomohiro Matsui and Hiroshi Fukuyama},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2010.15295},
  year   = {2021}
}