Casimir effects in systems containing 2D layers, like graphene and 2D electron gases
我们提出了各种方法来推导Casimir相互作用的平面系统包含二维层。这可以使用的示例是石墨烯、石墨烯样层和二维电子气。我们目前的结果为两个独立的层和一层以上的基板。结果可以很容易地扩展到具有更大层数的系统。
2014-09-09 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
The Casimir frictional drag force between a SiO2 tip and a graphene-covered SiO2 substrate
讨论了用非接触式力显微镜检测Casimir摩擦力的可能性。在位于石墨烯覆盖的SiO2衬底上方的SiO2尖端上，将作用由石墨烯片中的电流产生的波动电磁场介导的摩擦阻力。这种摩擦力将产生悬臂梁的弯曲，这可以通过最先进的非接触式力显微镜来测量。利用这个实验装置可以研究Casimir摩擦阻力的热贡献和量子贡献。这一结果为Casimir摩擦力的机械检测以及摩擦阻力效应在微纳机电器件（MEMS和NEMS）中的应用奠定了基础。
2016-12-23 cond-mat.mes-hall
Effects of Spatial Dispersion on the Casimir Force between Graphene Sheets
石墨烯片之间的卡西米尔力的影响，重点是从空间分散使用的因素，如非零的化学势和诱导的能隙的组合。我们区分两种机制的相互作用- T=0 $K$和$T\neq 0$ $K$。结果表明，在T=0 $K$的情况下，量子力学相互作用保持其距离依赖性，而与色散无关.从有限温度Casimir力的空间色散被认为是贡献的大部分从$n=0$松原项。这些效应变得重要，因为石墨烯通过诱导带隙而被定制成不良导体。
2012-04-19 cond-mat.mes-hall
A way to measure the dispersion forces near the van der Waals-Casimir transition
当物体之间的距离约为10 nm时，由电磁场量子涨落引起的力控制着粗糙固体之间的粘附现象。然而，这个距离范围仍然在很大程度上未经探索的实验相比，较短的（范德华力）或较长的（卡西米尔力）分离。其原因是具有弹性悬架的系统的拉入不稳定性造成了巨大的限制。在本文中，我们提出了一个真正的实验配置，不遭受短距离不稳定性。该方法是基于粘附悬臂梁，其形状是敏感的粘附端附近的作用力。文中对该方法的一般原理、可能实现的途径和可行性进行了广泛的讨论。悬臂的尺寸由对力的最大灵敏度决定。如果粘附由强毛细管或化学相互作用限定，则该方法失去其灵敏度。特别讨论的粗糙固体之间的最小距离接触时，并为补偿的残余静电贡献的测定。所提出的方法可以应用于任何种类的固体（金属，半导体，电子）和任何中间介质（气体或液体）。
2020-06-06 cond-mat.mes-hall
Energy loss mechanism for suspended micro- and nanoresonators due to the Casimir force
从理论上研究了悬浮微纳谐振器中由于非接触声能量损失而引起的能量损失机理。该机制在于将来自谐振器的振动运动的机械能转换成附近大结构（例如衬底）上的声波，这是由于谐振器和那些结构之间的耦合，该耦合是由作用在分离间隙上的卡西米尔力引起的。所得到的品质因数Q的悬臂梁和桥梁的微型和纳米谐振器在接近底层衬底的解析表达式推导和相关的机制进行了调查，证明其重要性时，涉及纳米间隙。
2011-05-11 cond-mat.mes-hall
Casimir interactions in graphene systems
确定两个独立的石墨烯片之间以及石墨烯片和衬底之间的非延迟Casimir相互作用（范德华相互作用）。在任意频率、波矢和掺杂的随机相位近似下，给出了石墨烯介电函数沿虚频轴的精确解析表达式.
2010-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Stability of Suspended Graphene under Casimir Force
我们认为石墨烯片悬浮在导电表面上方。将石墨烯作为弹性膜，在Casimir力的作用下，研究了其与导体的稳定性。在边缘处存在临界高度，在该临界高度以下，悬浮的石墨烯的中心部分成核为变得附接到导体的主干。计算了临界高度对温度和石墨烯片尺寸的依赖性。
2016-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Influence of electric current on the Casimir forces between graphene sheets
我们研究了两个石墨烯片之间的热Casimir力对其中一个石墨烯片中电子的漂移速度的依赖关系。我们表明，漂移运动产生了可测量的变化的热卡西米尔力由于多普勒效应。当发射光子的能量与电子-空穴对激发的能量一致时，在共振光子隧穿的情况下，热Casimir力和Casimir摩擦都得到了强烈的增强.在共振光子隧穿的情况下，即使在室温以上的温度下，卡西米尔摩擦也由量子涨落引起的量子摩擦主导。在高电场下石墨烯片间的摩擦阻力实验中可以检测到量子摩擦。
2014-09-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Numerical calculation of the Casimir-Polder interaction between a graphene sheet with vacancies and an atom
本文在Dirac锥近似下，通过精确的实空间计算，研究了铷原子与无序石墨烯片之间的Casimir Polder相互作用能.作为一个模型的缺陷石墨烯，我们考虑了紧束缚模型的电子蜂窝晶格上的一个小浓度的点缺陷。石墨烯片的光学响应通过Kubo公式在具有超过一千万个原子的大晶格中的精确切比雪夫多项式展开以全光谱分辨率进行评估。在低温下，发现缺陷石墨烯的光学响应显示出两种定性上不同的行为，在非零费米能量μ~μ* 附近具有明显的跃迁。在狄拉克点附近，光学电导率的虚部对于低频是负的，而实部被强烈抑制。另一方面，对于高掺杂，它具有在狄拉克锥近似下的Drude模型中发现的相同特征，即在小频率处的Drude峰和在带间阈值ω> 2μ以上的虚部中的符号变化。这些特性转化为Casimir{Polder}相互作用能的非单调行为，在中性点附近随着掺杂具有非常小的变化，同时具有在高电子密度下用Drude模型计算的相同形式的相互作用。
2016-12-07 cond-mat.mes-hall
Many-body effects in van der Waals-Casimir interaction between graphene layers
在Lifshitz理论的框架内分析了两个并列的石墨烯层，石墨烯层和衬底之间以及多层石墨烯系统中的范德华-卡西米尔色散相互作用。该公式取决于未掺杂或掺杂的石墨烯片的介电响应函数的已知形式，假设其具有随机相位近似形式。在两个并置层的几何结构中，确定了两种类型的石墨烯片的范德华-卡西米尔相互作用的分离依赖性，并与一些众所周知的极限情况进行了比较。在一个多层阵列的多体效应进行了量化，并显示增加范德华-卡西米尔相互作用的幅度。
2011-05-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Casimir interactions in strained graphene systems
我们从理论上研究了应变对石墨烯基体系中Casimir相互作用的影响。我们发现两个应变石墨烯片之间的相互作用强烈依赖于拉伸的方向。的色散相互作用的应变的影响仍然是强的，在存在的介质基板，但相对较弱时，基板是金属的。我们的研究将为设计下一代设备提供新的方法。
2014-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nernst heat theorem for the thermal Casimir interaction between two graphene sheets
在Lifshitz理论的框架下，我们找到了两个平行石墨烯片的Casimir自由能、熵和压力在低温下的解析渐近表达式。基于量子电动力学第一性原理，利用（2+1）维时空中的极化张量，描述了非零温度下电磁波在石墨烯上的反射系数.的Casimir熵和Casimir能量和压力的热修正的主要贡献给出了在非零松原频率的极化张量的热修正。结果表明，当温度为零时，两个石墨烯片的Casimir熵变为零，即，满足热力学第三定律（能斯特热定理）。在低温下，对两个石墨烯片之间的卡西米尔压力的热校正的幅度示出为与分离成反比地变化。石墨烯的能斯特热定理进行了讨论的上下文中发生的问题卡西米尔物理的金属和电介质板。
2016-10-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Time- and Space-Modulated Raman Signals in Graphene-based Optical Cavities
我们提出了由金属电极夹持并悬挂在Si/SiO2衬底上的多层石墨烯（MLG）微杠杆制成的微腔的制备和光学表征。石墨烯悬臂梁作为半透明的镜子关闭空气楔光学腔。这种简单的几何形状实现了驻波光学谐振器以及机械谐振器。在拉曼和瑞利背向散射信号中都观察到等厚干涉条纹，干涉条纹由其特定波长决定。腔内的色散使得石墨烯拉曼线的空间调制和硅背景信号的选择性抑制成为可能。通过栅极电压对多层石墨烯悬臂梁的静电致动调谐腔长度，并引起包括拉曼线的背散射光的空间和时间调制。我们证明了这些系统的高灵敏度拉曼测量的通用分子物种接枝在多层石墨烯表面的潜力。分子层的拉曼信号可以以类似的方式在时间和空间上进行调制，并且相对于塌陷的膜表现出增强。
2013-06-13 cond-mat.mes-hall physics.optics
Casimir effects in graphene systems: unexpected power laws
我们提出了零温度Casimir相互作用的计算两个独立的石墨烯片之间，以及石墨烯片和基板之间。结果给出了未掺杂的石墨烯和一组掺杂水平覆盖的范围内的实验可访问的值。我们描述了可用于推导相互作用的不同方法。我们指出预测的相互作用和实际的距离依赖的幂律。
2012-07-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Polarization rotation and Casimir effect in suspended graphene films
石墨烯中的低能准激发被称为2+1维的狄拉克费米子。采用场论方法研究了这些准粒子与3+1维电磁场的相互作用，重点研究了悬浮石墨烯层的光学性质及其与理想导体的Casimir相互作用。预测效应的大小（光的偏振旋转和卡西米尔力）似乎完全在现代实验能力范围内。
2010-03-17 cond-mat.mes-hall hep-th
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
Quantum field theory of the Casimir force for graphene
基于Lifshitz色散力理论和（2+1）维时空中的极化张量形式，对石墨烯系统中的Casimir相互作用进行了理论描述.给出了石墨烯的极化张量的表示，该表示允许解析延拓到复频率的整个平面。这种表示是用来获得简单的渐近表达式的反射系数在所有松原频率和调查的起源大的热效应的Casimir力的石墨烯。所开发的理论被证明是在一个很好的协议与实验数据上测量的梯度之间的Casimir力的Au涂层的球体和石墨烯涂层的基板。由于已经存在的实验装置的微小修改，观察石墨烯的热效应的可能性被证明。
2016-04-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Anisotropy enhancement of the Casimir-Polder force between a nanoparticle and graphene
我们推导了半无限材料上方的球形纳米颗粒与石墨烯覆盖的界面之间的热Casimir Polder能量和力的解析表达式。我们详细分析了金纳米颗粒和单层原始石墨烯之间的Casimir Polder力，重点关注各向异性的影响。我们表明，各向异性的效果，即球形纳米颗粒的形状和取向，具有比石墨烯的可调谐性大得多的力的影响。调谐和各向异性的影响加起来，使得我们观察到的力在理想金属情况下的20-50%之间，这比金属半空间和石墨烯层之间的卡西米尔力的结果大得多。
2015-03-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
The Casimir effect in graphene systems: Experiment and theory
综述了石墨烯体系中的Casimir效应，重点讨论了在测试体之间的短距离处预测的Casimir力的大的热修正。Casimir压力和热修正的计算结果都为原始的石墨烯和真正的石墨烯片，具有非零的能隙和化学势，通过精确的极化张量获得。描述了通过使用改进的基于原子力显微镜的技术来测量Au涂覆的球和石墨烯涂覆的衬底之间的卡西米尔力梯度的两个实验。结果表明，这两个实验的测量数据与使用偏振张量的Lifshitz理论的理论预测一致。此外，在第二个实验中进行了几个重要的改进，允许证明在短距离的卡西米尔相互作用中预测的大的热效应。可能的影响，这一结果的解决长期问题的卡西米尔物理进行了讨论。
2022-04-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
The Casimir effect for stack of graphenes
该研究采用散射矩阵方法推导不同层数导电平面堆叠的卡西米尔能量公式与递推关系，针对石墨烯堆叠得到卡西米尔能量、力及结合能结果，发现层间卡西米尔力随层数快速衰减。
2023-04-18 cond-mat.mes-hall hep-th
Polaritonic Contribution to the Casimir Energy between two Graphene Layers
我们研究了表面极化激元在狄拉克模型描述的两个石墨烯层之间的零温Casimir效应中的作用。一个参数的方法，使我们能够准确地计算相关模式的色散关系，并评估其贡献的总卡西米尔能量。随着层间距离的增加，所产生的力的特征是从吸引力到排斥力的符号变化。与金属板的类似计算相反，我们的渐近分析表明，在小的分离处，极化激子的贡献相对于总能量可以忽略不计。
2019-10-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Theory of the Casimir effect for graphene at finite temperature
详细介绍了平面石墨烯层与平行平面材料相互作用的Casimir效应理论。石墨烯-金属系统中自由能的高温渐近性与金属-金属系统的德鲁德高温渐近性一致。石墨烯-金属系统中的高温行为预期在温度T= 300 K下在100 nm量级的分离处。
2011-11-15 cond-mat.mes-hall hep-th quant-ph
Enhanced Casimir effect for doped graphene
我们分析了掺杂石墨烯的Casimir相互作用。为此，我们推导出一个简单的表达有限温度极化张量与化学势。据发现，掺杂导致强增强的卡西米尔力达到几乎$60\%$在相当现实的情况下。这一结果对于计划和解释卡西米尔测量应该是重要的，特别是考虑到未掺杂石墨烯的卡西米尔相互作用相当弱。
2017-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.other hep-th
How to observe the giant thermal effect in the Casimir force for graphene systems
提出了一种差分测量方案，该方案允许清晰地观察Casimir力的巨大热效应，该效应最近被预测在短分离距离处发生在石墨烯系统中。在狄拉克模型的框架下，利用严格的极化张量形式，计算了作用在金属涂层球体和两半介质板（一个未涂覆，另一个涂覆有石墨烯）之间的卡西米尔力的差异。结果表明，在所提出的配置之间的差异Casimir力和它的热contributioncan很容易地测量使用现有的实验装置。对巨大热效应的观察应该为基于石墨烯和其他新型2D材料的微机械系统中的色散力的调制和控制提供机会。
2017-07-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Casimir-Lifshitz force between graphene-based structures out of thermal equilibrium
本文研究石墨烯平行结构在非平衡温度条件下的Casimir-Lifshitz力，发现通过调节石墨烯化学势可实现力的原位调控，包括力从吸引变为排斥及非单调变化等异常行为。
2023-09-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Casimir-Polder attraction and repulsion between nanoparticles and graphene in out-of-thermal-equilibrium conditions
本文基于Dirac模型和极化张量方法，研究非热平衡条件下纳米颗粒与石墨烯间的Casimir-Polder力，发现低温石墨烯片可使吸引力在特定间距处消失并转为排斥力，为石墨烯基础研究及微器件力控制提供新途径。
2024-02-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Suspended graphene films and their Casimir interaction with ideal conductor
采用Dirac模型计算了平面悬浮石墨烯样品与平行平面理想导体之间的Casimir相互作用能。我们采用量子场论（QFT）的方法，和Lifshitz公式的推广。结果表明，第一种方法的耦合常数比第二种方法的大。该系统的Casimir相互作用似乎相当弱，但实验上可测量。它表现出很强的依赖于石墨烯中的准粒子的质量。
2009-10-10 cond-mat.mes-hall hep-th quant-ph
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
Large-Separation Behavior of the Casimir-Polder Force from Real Graphene Sheet Deposited on a Dielectric Substrate
本研究通过狄拉克模型和极化张量方法，揭示了石墨烯涂层基底上卡西米尔-波尔德力在大间距下的行为，给出了解析表达式，并发现其经典极限依赖于能隙和化学势，为纳米技术提供参考。
2023-09-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Finite temperature Casimir effect for graphene
采用Dirac模型计算了石墨烯层与平行导电表面之间的有限温度Casimir相互作用。我们发现，在高温下，这种系统中的Casimir相互作用仅为两个相距相同距离的理想导体的Casimir相互作用的一半。在此限制下，单个石墨烯层的行为完全类似于德鲁德金属。特别地，TE模式的贡献被抑制，而TM模式之一使理想金属值饱和。本文详细地研究了Casimir相互作用在中温和分离条件下的行为。我们还发现了石墨烯物理学的两个基本常数之间有趣的相互作用：精细结构常数和费米速度。
2011-06-26 cond-mat.mes-hall hep-th quant-ph
Temperature Dependence of the Response Functions of Graphene: Impact on Casimir and Casimi-Polder Forces in and out of Thermal Equilibrium
Central Astronomical Observatory at Pulkovo of the Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院普尔科沃中央天文台）；Peter the Great Saint Petersburg Polytechnic University（圣彼得堡彼得大帝理工大学）
该研究推导并分析了石墨烯的纵向与横向介电响应函数，探究其温度依赖性及零频双极点特性，应用于热平衡与非平衡下Casimir力和Casimir-Polder力的计算，为基础科学和纳米技术提供参考。
2025-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Impurities in graphene and their influence on the Casimir interaction
本文通过计算石墨烯极化张量、TE/TM 电导率并用 Lifshitz 公式求 Casimir 能量密度，揭示杂质散射率 Γ 依质量隙不同会减弱或显著增强 Casimir 相互作用。
2024-02-17 cond-mat.mes-hall hep-th quant-ph
Sympathetic laser-cooling of graphene with Casimir-Polder forces
我们提出了一个方案，通过真空力主动冷却的基本弯曲（平面外）模式的石墨烯片。我们的设置包括在一个冷原子云放置在靠近石墨烯片在几微米的距离。原子通过Casimir-Polder力耦合到石墨烯膜。通过推导出一组自洽的方程，控制原子气体的动力学和石墨烯的弯曲模式，我们表明可以通过主动（激光）冷却原子气体从室温冷却石墨烯。通过选择正确的实验参数，我们能够将石墨烯片冷却到约60微开尔文。
2016-07-13 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph quant-ph
The Casimir-Polder interaction of an atom and real graphene sheet: Verification of the Nernst heat theorem
研究了原子与具有非零能隙和化学势的石墨烯相互作用的Casimir Polder自由能和熵的低温行为。采用极化张量的形式，它表明，Casimir-Polder熵趋于零的幂律与消失的温度，即，能斯特热定理成立。这一结果是结合李夫希茨理论中有关自由载流子的计算问题来讨论的。
2019-11-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Casimir interaction of strained graphene
我们计算了两个独立的石墨烯样品在单轴应变下的Casimir相互作用。我们的方法充分考虑到延迟和色散，是基于量子场论的极化算子的电导率表达式。该力对应变的实际值的依赖性相当弱，与非应变情况相比，其最大值仅变化百分之几。
2018-02-16 cond-mat.mes-hall hep-th quant-ph
Demonstration of an Unusual Thermal Effect in the Casimir Force from Graphene
我们报告精确测量的梯度的Casimir力之间的Au涂层的球体和石墨烯片沉积在二氧化硅板。测量数据与精确的理论进行比较，使用的狄拉克模型的框架中发现的极化张量，包括非零化学势和能隙的石墨烯样品的影响，没有拟合参数。实验和理论之间的非常好的协议证明了异常大的热效应在分离低于1妈妈，这是从来没有观察到的传统的3D材料。因此，实验证实，对于石墨烯，有效温度是由费米速度而不是由光速决定的。
2021-05-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Van der Waals and Casimir interactions between two graphene sheets
采用Lifshitz公式计算了由Dirac模型描述的两个石墨烯片之间的色散相互作用的热自由能和压力，其中反射系数通过偏振张量表示。原始石墨烯的所得结果被发现与密度波动之间使用库仑耦合的计算一致。对于非零质量间隙参数的石墨烯的自由能和压力的性质不同的行为得到。通过偏振张量表示的反射系数的Lifshitz公式被用来作为一个测试不同的计算方法在文献中提出的建模响应函数和导电性的石墨烯在零和非零温度。
2013-02-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Casimir-Lifshitz force for moving graphene
本研究利用散射方法计算相对运动石墨烯片的Casimir能量，发现速度产生垂直力修正和水平摩擦力，并分析了不同系统的修正规律。
2023-03-06 cond-mat.mes-hall hep-th
The low-temperature expansion of the Casimir-Polder free energy of an atom with graphene
利用自由能的泊松表示，研究了原子和石墨烯的Casimir-Polder自由能的低温展开。我们扩展了我们以前对化学势$μ$和质量隙参数$m$之间不同关系的分析。关键的作用是石墨烯电导率对$μ$和$m$的依赖性。为了简单起见，我们对费米速度为零的情况进行了明确的计算。对于$μ>m$的热校正$\sim T^2$和$μ< m$，我们证实了Klimchitskaya和Mostepanenko最近的结果，即热校正$\sim T^5$。在完全相等$μ=m$的情况下，校正$\sim T$。这一点是不稳定的，系统落入具有$μ>m$或$μ<m$的状态。通过对氢原子/石墨烯体系的数值计算，说明了解析计算的正确性.
2021-02-07 cond-mat.mes-hall hep-th
Casimir interaction between a perfect conductor and graphene described by the Dirac model
采用Dirac模型计算了平面悬浮石墨烯样品与平行平面理想导体之间的Casimir相互作用能。这是通过两种方式完成的。首先，我们用量子场论方法计算了2+1维费米子与3+1维光子相互作用系统的主序图。接下来，我们考虑一个有效的理论与匹配条件的电磁场诱导的量子准粒子在石墨烯。结果表明，第一种方法的耦合常数比第二种方法的大。该系统的Casimir相互作用似乎相当弱。它表现出很强的依赖于石墨烯中的准粒子的质量。
2009-11-15 cond-mat.mes-hall hep-th quant-ph
Casimir pressure in peptide films on metallic substrates: Change of sign via graphene coating
我们发现，在金属基底上沉积的肽膜的Casimir压力总是排斥的，这使得这些薄膜不稳定。结果表明，通过在肽膜的顶部添加石墨烯片，可以通过使其具有吸引力来改变卡西米尔压力的符号。为了这个目的，Lifshitz理论的形式主义被扩展到的情况下，当薄膜和衬底材料被描述的频率依赖的介电常数，而石墨烯的电磁场的响应是由在狄拉克模型的框架中发现的（2+1）维时空中的极化张量。原始石墨烯片和带隙石墨烯片以及掺杂石墨烯片都被认为具有一些非零能隙和化学势。根据我们的结果，在所有情况下，石墨烯片的存在使得沉积在金属基底上的肽膜中的卡西米尔压力从某个最小膜厚度开始具有吸引力。该最小厚度值随化学势的增大而减小，随能隙的增大和肽膜中水含量的增加而增大。给出了这些结果的物理解释，并讨论了它们在有机电子学中的可能应用。
2021-06-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Precision measurements of the gradient of the Casimir force between ultra clean metallic surfaces at larger separations
我们报告的Casimir相互作用的精确测量在较大的间距之间的Au涂层的表面的球和板在真空中使用一个更软的悬臂的动态原子力显微镜为基础的设置和两步清洁程序的真空室和测试体表面通过紫外光和Ar离子轰击。与先前进行的实验相比，提供了两个用于Casimir力梯度的测量组，其证实并略微改进了结果。接下来，附加的测量已经执行了两个更大的悬臂的振荡幅度的因素。这允许在更大的分离距离下获得有意义的结果。测量数据与使用耗散Drude模型描述Au对低频电磁场波动的响应的Lifshitz理论的理论预测的比较表明，这种理论方法在250至1100 nm的距离上被实验排除（即，与先前的工作相比，已经向前迈出了重要的一步，在先前的工作中，仅将其排除到820nm）。在低频下使用无耗散等离子体模型的理论方法被证明是一致的，在整个测量范围从250到1300 nm的数据。解释这些令人困惑的结果的可能性进行了讨论。
2019-11-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Experimental and theoretical investigation of the thermal effect in the Casimir interaction from graphene
我们提出了一个实验的结果，测量梯度的Casimir力之间的Au涂层的空心玻璃微球和石墨烯涂层的熔融石英板通过一个修改后的原子力显微镜悬臂梁为基础的技术在动态政权。这些测量在室温下在高真空中进行。分别利用扫描隧道光谱和拉曼光谱测量了所用石墨烯样品中的能隙和杂质浓度。Casimir力梯度的测量结果被发现是在一个非常好的协议与理论使用的极化张量的石墨烯在非零温度依赖于能隙和化学势没有拟合参数。在零温度下相同理论的理论预测在250至517 nm的测量区域内被实验排除。我们还研究了依赖的热校正的Casimir力梯度的值的能隙，化学势，并支持的石墨烯片的衬底的存在下。结果表明，所观察到的热效应是一致的原始石墨烯片所产生的大小，如果真实的条件，如非零值的能隙，化学势，和基板的存在下，包括的影响。所获得的结果的解决长期存在的问题，在卡西米尔物理的影响进行了讨论。除了以前发表的论文[M.刘{ \it等}，物理修订信函{ \bf 126}，206802（2021）]，我们给出了石墨烯样品的能隙的测量结果，将卡西米尔力的实验数据加倍，并进行了更完整的理论分析。
2021-08-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Casimir-Lifshitz force for graphene-covered gratings
本文采用基于 FMM 的 S-matrix 方法研究金板与石墨烯覆盖介质光栅间的 CLF，发现其较石墨烯涂层介质平板显著增强，并揭示化学势与填充率的影响。
2024-05-23 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Twisted bilayered graphenes at magic angles and Casimir interactions: correlation-driven effects
以魔角扭曲的双层石墨烯是具有莫尔图案的长程周期性以及与单个石墨烯相关的短程周期性的系统。这种材料是一个肥沃的土壤，主要由电子相关性驱动的新状态。在这里，我们发现无处不在的卡西米尔力可以作为一个平台，用于宏观表现由魔角双层石墨烯性质及其由电子相关决定的相所产生的量子效应。通过对电子和光学响应的综合计算，我们发现Casimir力矩可以从Drude电导率中探测到处于基态的各向异性，而Casimir力中的排斥可以帮助识别魔角扭曲双层石墨烯中的拓扑非平凡相。
2022-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electric Contributions to Magnetic Force Microscopy Response from Graphene and MoS2 Nanosheets
磁力显微镜（MFM）信号最近已被检测到从机械剥离的石墨烯和二硫化钼（MoS2）纳米片的整片和磁性的两种纳米材料声称基于这些观察。然而，非磁性相互作用或伪影通常与MFM信号相关联，这使得MFM信号的解释不简单。已经进行了系统的调查，以检查来自石墨烯和二硫化钼纳米片的MFM信号的可能来源，以及MFM信号是否可以与磁性相关。研究发现，由于纳米片和导电悬臂梁尖端之间的电容和静电相互作用，MFM信号具有显着的非磁性贡献，正如电力显微镜（EFM）和扫描凯文探针显微镜（SKPM）分析所证明的那样。此外，石墨烯和MoS2纳米片的MFM信号不响应于磁性悬臂梁尖端的反向磁场。因此，观察到的MFM响应主要来自电伪影，并且不足以与石墨烯和MoS2纳米片的磁性相关联。
2015-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Interaction of a graphene sheet with a ferromagnetic metal plate
纳米级表面力，如Casimir和范德华力，可以对制造，处理和组装过程以及微和纳米器件的性能产生重大影响。本文研究和计算了真空中石墨烯片与铁磁金属基底之间的Casimir力。石墨烯的反射系数依赖于石墨烯电导率，并且石墨烯的电导率由Kubo形式描述。金属的磁性对Casimir相互作用有影响。磁效应在低温或高化学势时起重要作用。数值结果还表明，金属板的厚度对Casimir力的影响很小。本研究对Casimir力的研究和发现将为微纳器件的设计和制造提供有用的信息和有效的解决方案，特别是在微纳加工、制造、操作、组装和计量等领域。
2012-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Casimir forces on suspended thin dielectric membranes covered with graphene
The Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）；Laboratoire Charles Coulomb (L2C), UMR 5221 CNRS-Université de Montpellier（夏尔·库隆实验室（L2C），CNRS-蒙彼利埃大学联合研究单位5221）
该研究从理论和实验探究覆盖石墨烯的悬浮薄电介质膜的卡西米尔力，发现用薄电介质膜替代石墨烯下的固体衬底可部分恢复卡西米尔力的强热依赖性，室温实验测得的力梯度与理论预测一致。
2026-10-16 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Casimir interactions between two parallel graphene sheets carrying steady-state drift currents
University of South Florida（南佛罗里达大学）
本研究探讨了石墨烯片间因稳态漂移电流引起的Casimir相互作用，发现漂移电流导致垂直方向的排斥修正和横向力，影响Casimir力的调控。
2026-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Nonequilibrium Casimir-Polder Force between Nanoparticles and Graphene-Coated Silica Plate: Combined Effect of the Chemical Potential and Mass Gap
本文研究非平衡条件下纳米颗粒与石墨烯包覆二氧化硅板的Casimir-Polder力，基于Dirac模型极化张量方法计算，揭示了化学势、质量隙与温度对力的联合调控规律及物理机制。
2024-03-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Casimir Force Phase Transitions in the Graphene Family
卡西米尔力是由任何类型的物体之间的电磁量子涨落引起的普遍相互作用。通过添加硅烯、锗烯和锡烯（Si、Ge和Sn的2D同素异形体）来扩展石墨烯家族，使其本身成为在这种无处不在的相互作用中探索蜂窝交错系统中的Dirac类物理的平台。我们发现Casimir力相变这些交错的二维材料之间的狄拉克物理，自旋轨道耦合，和外部施加的字段之间的复杂的相互作用引起的。特别是，我们发现，相互作用能经历不同的幂律距离衰减，幅度和依赖于特征物理常数。此外，由于这些材料的拓扑性质，排斥和量子化的Casimir相互作用成为可能。
2017-01-30 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
