Fermionic Casimir effect in Graphene
研究了石墨烯片中两条平行吸附原子链在有限温度下的费米Casimir效应,并将相应的Casimir力解释为吸附原子链之间的相互作用.我们采用有用的技术来找到渐近明确的表达式的Casimir能量,小以及大的温度(相对于石墨烯的有效温度)。我们获得了一个值的数量级为$10^{-2} N/m$的吸附原子链之间(每单位长度)的卡西米尔力是一个纳米分开,这是相当明显的,例如,在悬浮的石墨烯片的内置张力的实验值相比。
2017-05-14 cond-mat.mes-hall
Temperature dependent graphene suspension due to thermal Casimir interaction
在室温下,对物体之间的卡西米尔相互作用有贡献的热效应通常很小,并且它们在更高温度下很难与量子力学贡献分开。我们建议,热卡西米尔力效应可以观察到的石墨烯片悬浮在衬底之间的流体在室温制度。适当选择的基板和流体的材料引起卡西米尔排斥。与其它力(例如重力和浮力)的平衡导致稳定的温度依赖性平衡分离。悬浮的石墨烯是一个很有前途的系统,由于其在室温下观察热卡西米尔效应的潜力。
2012-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Controlled ripple texturing of suspended graphene membrane due to coupling with ultracold atoms
我们讨论了将超冷原子与石墨烯膜相结合来创建混合量子系统的可能性。我们研究了一种设置,其中冷原子云被放置在靠近一个独立的石墨烯片在距离上的数量级为几百纳米。然后,原子通过Casimir-Polder力耦合到石墨烯膜。原子云的原子状态的时间变化改变了Casimir-Polder相互作用,从而导致在石墨烯片中产生反作用力。这种设置提供了一种可控的方式来设计石墨烯片中的波纹。
2013-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
All-Optical Blister Test of Suspended Graphene Using Micro-Raman Spectroscopy
我们报告了一个全面的显微拉曼研究的加压悬浮石墨烯膜密封的圆形坑,蚀刻在Si/SiO $_2$基板。将样品放置在均匀的压力负载下导致石墨烯膜的膨胀和随后的主要拉曼特征的软化,这是由于拉伸应变。在这样的微腔中,拉曼特征的强度非常敏感地取决于石墨烯膜和Si衬底之间的距离,Si衬底充当腔的底部反射镜。因此,作为压力负荷的函数的G-和2D-模式特征的强度的空间分辨分析允许直接重构泡罩轮廓。然后推导出在每个压力载荷下的平均应变,并分别确定拉曼G模和2D模的$1.8\pm0.2$和$2.4\pm0.2$的Grüneisen参数。此外,如理论上预测的,测量的泡罩高度与压力负荷的立方根成比例。这种缩放的验证提供了一种直接和准确的确定石墨烯的杨氏模量与纯光学,因此非接触和微创的方法。我们发现单层石墨烯的杨氏模量为$(1.05\pm 0.10) \rm TPa$,与以前的纳米压痕测量完美匹配。这种全光学方法为使用石墨烯的压力传感开辟了道路,并且可以很容易地适应其他新兴的二维材料和纳米谐振器。
2014-11-12 cond-mat.mes-hall
Casimir energy for acoustic phonons in graphene
我们发现Casimir能量,在有限的温度下,声学声子在石墨烯片悬挂在一个矩形沟槽,和相应的Casimir力被解释为校正项的石墨烯的内置的紧张局势。我们发现,这些修正一般打破了张力各向同性的膜,并可以增加或减少膜张力。我们证明,对于一个狭窄的矩形沟槽的边长在几个纳米和几个微米的顺序,这些温度校正预计是明显的($\sim 10^{-4} N/m$)在室温下。通过增加温度,这些校正将更加可观,并且可以应用于调节石墨烯的内置张力。因此,我们引入了石墨烯谐振器的基本谐振频率的校正版本。
2017-11-04 cond-mat.mes-hall
Phononic Casimir corrections for Graphene resonator
通过计算石墨烯声学声子的Casimir能量,我们发现了一些依赖于温度的石墨烯片悬挂在沟槽上的预张力的修正。我们得到的顺序的几个mN/m的这些修正在完全以及双钳位石墨烯在一个狭窄的沟槽与一个纳米的宽度,在室温下的值。这些值与实验值相比是相当大的,并且可以增加石墨烯的基本共振频率。这些校正的值通过增加温度而增加,因此它们可以用于调节石墨烯预张力。
2018-12-23 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Non-analytic behavior of the Casimir force across a Lifshitz transition in a spin-orbit coupled material
我们提出Casimir效应作为观察电子系统中Lifshitz跃迁的一般方法。这个概念被证明与平面自旋轨道耦合半导体在磁场。我们计算了两个这样的半导体之间的卡西米尔力和半导体和金属之间的塞曼分裂的函数。塞曼场导致费米口袋在半导体中形成或崩溃通过调整系统通过拓扑Lifshitz转变。我们发现Casimir力在过渡点处经历了一个扭结,并且在过渡的两侧有明显不同的行为。最简单的实验实现所提出的效果将涉及一个金属涂层的球悬挂在一个微型悬臂上方的一层薄薄的锑化铟(或另一个半导体与大$g$ -因素)。数值估计,并表明,效果是在实验范围内。
2013-12-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Photothermal Microscopy & Spectroscopy with Nanomechanical Resonators
本文提出了一种基于纳米机械谐振器的光热显微镜与光谱学方法,通过将被测物质作为检测系统的一部分,利用热弛豫引起的谐振频率偏移实现高灵敏度光谱测量和显微成像,
2023-06-29 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.chem-ph
Strong thermal and electrostatic manipulation of the Casimir force in graphene multilayers
我们表明,石墨烯介电多层膜引起了一个不寻常的可调谐的Casimir-Lifshitz力,并允许轻松地实现完全不同的制度在同一结构。关于热效应,石墨烯-介电多层膜利用了对于孤立的悬浮石墨烯片预测的异常特征,即使它们受到介电衬底的存在的相当大的影响。它们还可以通过增加石墨烯片密度和它们的费米能来实现反常的非单调热金属行为。除了在短间隔处发生的强热调制之外,在力比在大距离处发生的力大几个数量级的区域中,还可以通过改变石墨烯层的数量以及它们的费米能级来调节力,从而允许通过简单地施加电势来非常快速地和原位地调谐相关的力放大。我们的预测可以是相关的Casimir实验和微/纳机电系统和新设备的技术应用。
2017-02-28 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Tuning quantum fluctuations with an external magnetic field: Casimir-Polder interaction between an atom and a graphene sheet
研究了外加磁场B作用下铷原子与悬浮石墨烯片之间的色散Casimir-Polder相互作用。我们证明,这个具体的物理系统允许在微米和纳米尺度的色散相互作用的一个前所未有的控制。事实上,我们表明,应用程序的外部磁场可以诱导减少80%的Casimir-Polder能量相对于其值没有字段。我们还表明,尖锐的不连续性出现在卡西米尔-波尔德相互作用能的某些值的施加磁场在低温下。此外,对于足够大的距离,这些不连续性表现为具有量子化Casimir-Polder相互作用能的平台状图案,这种现象可以用量子霍尔效应来解释。此外,我们指出的Casimir-Polder相互作用,我们表明,必须考虑到,即使是相当短的距离中的热效应的重要性。在这种情况下,原子-石墨烯色散相互作用中的不连续性不会发生,这绝不会阻止通过施加外部磁场对~50%的相互作用的调谐。
2014-08-15 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Strong Repulsive Lifshitz-van der Waals Forces on Suspended Graphene
本文通过原子力显微镜直接测量了悬浮石墨烯表面由量子涨落与二维单层原子厚度及双折射耦合产生的强排斥性Lifshitz-vdW力,在8.8 nm间距处达1.4 kN/m²,揭示悬浮二维材料具有本征排斥表面和显著降低的润湿性。
2024-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Thermal Casimir-Polder interaction of different atoms with graphene
研究了用Dirac模型描述的原子与悬浮石墨烯膜Casimir-Polder相互作用能量的热修正。我们表明,热校正的主要影响是由石墨烯准粒子的能谱中的间隙的大小。具体地,如果温度比间隙参数小得多(可替代地,大于间隙参数或具有间隙参数的量级),则热校正被示出为相对小(可替代地,大)。我们已经计算了热Casimir-Polder相互作用的原子的He,Na,Rb和Cs与石墨烯的流体动力学和狄拉克模型描述的自由能。它表明,在精确计算中使用狄拉克模型,应该使用非零温度下的偏振算子。在低于2 $μ$ m的分离区域内,石墨烯流体动力学模型框架下的Casimir-Polder自由能的计算结果比Dirac模型的结果大几倍.我们的结论是,从这两个模型的理论预测可以可靠地区分不同的原子在石墨烯上的量子反射的实验。
2012-07-14 cond-mat.mes-hall hep-th quant-ph
High-Resolution Casimir Force Sensing Across a Superconducting Transition
Delft University of Technology(代尔夫特理工大学);Università di Napoli Federico II(那不勒斯费德里科二世大学);INFN Sezione di Napoli(意大利国家核物理研究所那不勒斯分部)
本研究提出了一种芯片级超导纳米机械平台,实现了高精度Casimir力传感,突破了超导转变处力测量的限制,为探索Casimir-超导相互作用提供了新的实验工具。
2026-02-27 cond-mat.mes-hall physics.ins-det quant-ph