Interface fluctuations and stratification in 3He-4He mixture films

Abstract
Starting from the stratified state induced by the substrate Van der Waals field, we develop a phenomenological model for « thin » mixture films in terms of a multilayer description. Introducing fluctuations in this multilayer system allows us to describe interface excitations which are found to destabilize the stratified structure in a film thickness range which shrinks to zero as the temperature is reduced. This behaviour is observed in our third sound measurements of 3He-4He mixture films which study both the thickness and temperature dependence of the stratification-homogeneous transition. A quantitative agreement between the theory and our experiments is achieved by improving the mean field description with the introduction of a dynamical argument involving short wavelength fluctuations.

Résumé
Considérant l'état stratifié induit par le champ d'interaction de Van der Waals avec le substrat nous développons un modèle phénoménologique des films minces de mélanges avec une description en terme de multicouches. L'introduction des fluctuations dans ce système multicouches nous permet de décrire les excitations de densité, de respiration et capillaires des interfaces. Ces fluctuations déstabilisent la structure stratifiée dans un domaine d'epaisseur de films qui s'amincit et tend vers zéro lorsque la température est réduite. Ce comportement est observé dans nos mesures de 3e son de films de mélange 3He- 4He, qui étudient à la fois les dépendances en épaisseur et température de la transition stratifiée-homogène. L'accord quantitatif entre la théorie et nos expériences est obtenu en améliorant la description de champ moyen par l'introduction d'un argument dynamique qui tient compte des fluctuations de courte longueur d'onde.