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
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
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
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
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
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 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
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
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
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
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
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
Casimir and Casimir-Polder Forces in Graphene Systems: Quantum Field Theoretical Description and Thermodynamics
我们回顾了最近的结果的Casimir Polder和Casimir自由能的低温行为和熵的可极化原子与石墨烯片和两个石墨烯片，分别。这些结果进行了讨论，在广泛的背景下出现的问题，在Lifshitz理论的范德华力和卡西米尔力时，它被应用到金属和电介质体。在简要介绍了石墨烯电磁响应的不同理论描述方法之后，我们着重讨论了在（2+1）维时空中利用极化张量的松原公式中热量子场论框架下的响应函数的推导。利用极化张量得到了原始石墨烯和具有非零能隙$Δ$和化学势$μ$的石墨烯片在不同的$Δ$和$μ$值之间的关系下的Casimir Polder和Casimir自由能和低温熵的渐近表达式.在回顾文献结果的基础上，我们给出了关于零能隙和非零化学势的一些新发现。结果表明，采用量子场论描述的石墨烯系统中Casimir力和Casimir-Polder力的Lifshitz理论符合热力学的要求，并对含有$Δ>2μ$或$Δ<2μ$的石墨烯片进行了量子场论描述.石墨烯与$Δ=2μ\neq 0$的情况导致熵异常，但被认为是物理上不现实的。讨论了基于石墨烯所得结果的Lifshitz理论中热力学问题的解决方法。
2020-09-21 quant-ph
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
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-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
Casimir-Lifshitz force with graphene: theory versus experiment, role of spatial non-locality and of losses
本研究分析石墨烯电磁响应的空间非局域性和损耗对Casimir-Lifshitz力的影响，通过三种模型计算并与实验对比，发现实验参数下非局域性和损耗可忽略，为相关实验对比提供参考。
2025-06-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nonequilibrium Casimir-Polder Interaction Between Nanoparticles and Substrates Coated with Gapped Graphene
本文利用 Dirac 模型和极化张量计算纳米颗粒与带隙石墨烯包覆熔融石英基底间的非平衡 Casimir-Polder 力，揭示基底温度和能隙对力大小及石墨烯效应的影响。
2024-03-03 cond-mat.mes-hall 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
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
Tunable non-additivity in Casimir-Lifshitz force between graphene gratings
利用散射矩阵方法研究有限介电基底上石墨烯条带光栅间的 Casimir-Lifshitz 力，发现通过调节石墨烯化学势可原位调控其显著的非加和性，为微纳机电系统实验提供了依据。
2023-11-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
The Casimir-Polder effect for a stack of conductive planes
利用zeta函数正则化方法，考虑了原子与由无限薄平面组成的多层体系的Casimir-Polder相互作用.作为原型材料，每个平面由石墨烯片表示，其光学响应由恒定电导率或Drude-Lorentz模型电导率描述。各种分离的渐近表达式推导和数值计算相比。我们区分大原子/平面限制，其中延迟效应是突出的，和小原子/平面限制，其中典型的范德华系数被发现是依赖于石墨烯的数量和特征距离。不同原子和石墨烯导电性模型的计算能量提出了Casimir-Polder效应的基础科学，并提出了在实验上操纵这种相互作用的方法。
2016-02-26 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
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
Thermal effect in the Casimir force for graphene and graphene-coated substrates: Impact of nonzero mass gap and chemical potential
采用严格的有限温度QED极化张量理论，研究了非零质量隙$m$和化学势$μ$对金球与石墨烯片或不同材料的石墨烯涂层介质相互作用的Casimir力及其热修正的综合影响.结果表明，对于独立的石墨烯片和石墨烯涂覆的衬底，卡西米尔力的大小随着$m$的增加而减小，而随着$μ$的增加而增加，表明这些参数在相反的方向上起作用。根据我们的结果，对于石墨烯涂覆的板，$m$和/或$μ$对卡西米尔力的影响比对于独立式石墨烯片小得多。此外，计算表明，Casimir力对于石墨烯涂覆的衬底比对于独立的石墨烯样品强得多，但是在前一种情况下，热校正及其在总力中的分数权重较小。这些结果被应用到一个差分设置，最近提出的观察巨大的热效应的Casimir力的石墨烯。我们表明，即使考虑到真实石墨烯样品的非零质量间隙和化学势的影响，该实验仍然是可行的。可能的进一步应用所获得的结果进行了讨论。
2017-09-08 cond-mat.other 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
Low-temperature behavior of the Casimir-Polder free energy and entropy for an atom interacting with graphene
在低温极限情况下，得到了可极化和可磁化原子与石墨烯片Casimir-Polder相互作用的自由能和熵的解析表达式.在这样做时，石墨烯对电磁波动的响应在狄拉克模型的框架中通过（2+1）维时空中的极化张量来描述。它示出的主要贡献的低温行为是由一个明确的依赖于温度作为参数的偏振张量。我们证明了Lifshitz原子-石墨烯相互作用理论满足能斯特热定理，即，在化学上是一致的在此基础上，讨论了德鲁德金属Casimir-Polder相互作用和Casimir相互作用热力学不一致的可能原因。结果表明，尽管短间距下Drude金属间Casimir相互作用产生的巨大热效应是人为现象，但石墨烯体系的巨大热效应是一个有待实验观察的重要物理现象。
2018-09-20 quant-ph
Temperature dependence of the Casimir pressure on two graphene sheets placed on a substrate
Saratov National Research State University named after N.G. Chernyshevsky（萨马拉国立研究型大学（以N.G.切尔内舍夫斯基命名））
基于Lifshitz公式，考虑温度，计算了基底上两石墨烯片间卡西米尔压力，以级数形式给出，并发现带间电导率影响较小。
2026-09-24 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
Thermal Casimir and Casimir-Polder interactions in $N$ parallel 2D Dirac materials
Casimir和Casimir-Polder相互作用的研究在一个堆叠的等间距的石墨烯层。单个石墨烯的光学响应考虑使用扩展到整个复频率平面的偏振张量的规范不变分量。电磁边界条件的平面对称性进一步用于获得存储在堆叠中的Casimir能量和堆叠上方原子之间的Casimir Polder能量的显式形式。我们的计算表明，这些波动引起的相互作用经历了强烈的热效应，由于石墨烯Dirac类能谱。在光学响应的空间色散和温度依赖性也被发现是重要的增强的相互作用，特别是在较小的分离。分析表达式的低和高的温度限制和它们的比较与相应的表达式的无限导电平面堆栈进一步扩大我们的理解Casimir和Casimir-波尔德能量在狄拉克材料。我们的研究结果可能是有用的实验作为新的方法来探测在这种普遍的相互作用在纳米级的热效应。
2018-01-24 cond-mat.mes-hall hep-th quant-ph
Nonequilibrium Casimir pressure for two graphene-coated plates: Quantum field theoretical approach
针对一片板温偏离环境的平行石墨烯涂层板系统，基于狄拉克模型极化张量描述石墨烯电磁响应，揭示非平衡卡西米尔压力与平衡态的幅值差异，指出空间局域理论对非平衡效应的低估规律并讨论应用。
2025-04-16 quant-ph
Observability of thermal effects in the Casimir interaction from graphene-coated substrates
利用最近提出的理论，我们计算了热效应的Casimir相互作用从石墨烯涂层的金属和电介质基板。当两个平行板中的仅一个或两个被涂覆有石墨烯时的情况被考虑。结果表明，石墨烯涂层不影响金属间的Casimir相互作用，但对金属间的相互作用产生较大影响。这种影响随着板材料的静态介电常数的降低而增加。计算了金球与石墨烯涂层熔融石英板之间Casimir力梯度的热修正。它被证明是显着大于总的实验误差在最近进行的实验中，这被证明是只有一步之遥，从石墨烯涂覆的基板在短的分离距离的热效应的观察。为了实现这一目标，应该将熔融石英膜的厚度从300 nm增加到2000 nm。
2014-05-11 cond-mat.other quant-ph
Theory of the Casimir interaction for graphene-coated substrates using the polarization tensor and comparison with experiment
我们提出了一个理论的热卡西米尔相互作用的多层测试机构涂有石墨烯片。这种结构上的反射系数表示在偏振张量和材料层的介电常数的分量。所开发的理论应用于计算的梯度的Casimir力之间的Au涂层的球和石墨烯片上沉积的SiO ${}_2$膜覆盖的Si板，这是最近的实验的配置，通过动态原子力显微镜进行。理论计算结果与实验数据吻合得很好。因此，我们证实，石墨烯影响Casimir相互作用，并可用于定制纳米结构中的力的大小。
2014-03-06 cond-mat.other quant-ph
Measuring the Casimir force gradient from graphene on a SiO_2 substrate
通过以频移技术操作的动态原子力显微镜测量Si-SiO ${}_2$ -石墨烯衬底和Au涂层球体之间的卡西米尔力梯度。结果表明，石墨烯的存在导致在考虑的最短分离处的力梯度增加高达9%。这与使用石墨烯的狄拉克模型的加性理论的预测定性一致。
2013-05-27 cond-mat.other quant-ph
On the spatial dependence of Casimir friction in graphene
研究了原子在平行于平面石墨烯片作非相对论匀速运动时Casimir摩擦现象的空间特性。原子与真空电磁场的耦合是由一个电偶极子项加上一个伦琴项实现的。我们研究了费米子对的产生，评估了费米子发射几率的角度依赖性。这种现象有一个阈值：只有当滑动速度大于介质的费米速度时才存在。
2023-08-28 hep-th quant-ph
Shielding vacuum fluctuations with graphene
研究了基态和激发态原子与石墨烯的Casimir-Polder相互作用，旨在确定石墨烯系统是否可以用作底层衬底真空涨落的屏蔽。在狄拉克模型的框架下，我们从石墨烯的反射系数计算了零温Casimir-Polder势。对于掺杂和未掺杂的石墨烯，我们显示了石墨烯可以有效地用作屏蔽的限制。另外的结果是AB-堆叠的双层石墨烯。
2014-03-14 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph quant-ph
Polarization tensor in spacetime of three dimensions and quantum field theoretical description of the nonequilibrium Casimir force in graphene systems
本文将石墨烯 Dirac 模型中的极化张量改写为沿实频率轴的紧凑统一形式，并用于分析含空间色散的非平衡 Casimir 力。
2025-02-19 quant-ph
Lifshitz-type formulas for graphene and single-wall carbon nanotubes: van der Waals and Casimir interations
得到了石墨烯与平板、石墨烯与原子或分子、单壁碳纳米管与平板之间的van der Waals和Casimir相互作用的Lifshitz型公式。石墨烯上电磁振荡的反射特性由施加在无限薄的带正电的等离子体片上的特定边界条件决定，该等离子体片携带具有一定质量和电荷密度的连续流体。将所得公式应用于石墨烯与Au和Si板的相互作用、氢原子和分子与石墨烯的相互作用以及单壁碳纳米管与Au和Si板的相互作用。更复杂的碳纳米结构的推广进行了讨论。
2006-11-06 cond-mat.other quant-ph
Casimir-Polder interactions of Rydberg atoms with graphene-based van der Waals heterostructures
研究了\textsuperscript{87} Rb原子在单层和双层石墨烯附近里德堡$n$ S态的热Casimir Polder（CP）势.探讨了CP势与原子-表面距离、温度、主量子数$n$和石墨烯费米能等参数的关系。通过大规模的数值模拟，我们表明，在非延迟制度，CP势是由非共振和倏逝波项是单调的，而在延迟制度，CP势表现出空间振荡。我们发现，对CP势共振分量贡献最大的是$n$ S- $n$ P和$n$ S- $(n-1)$ P跃迁. CP势作为主量子数和温度的函数的标度。还研究了包括夹在两个石墨烯层之间的六方氮化硼层的异质结构。当氮化硼层足够薄时，可以通过改变顶部石墨烯层的费米能来削弱CP势。我们的研究为理解和控制里德伯原子在单层和多层石墨烯基范德华异质结构附近所经历的CP势提供了见解。
2022-03-18 quant-ph
Quantized Casimir Force
研究了在强垂直磁场作用下二维电子系统的量子霍尔效应。在大的间隔（d）极限下，延迟效应是必不可少的，我们发现：i）卡西米尔力以3 \hbar c α^2/（8π^2 d^4）为单位量子化; ii）对于具有相同类型载流子的反射镜，卡西米尔力是排斥力，而对于具有相反类型载流子的反射镜，卡西米尔力是吸引力。因此，卡西米尔力的符号在双极材料如石墨烯中是电可调的。当一个反射镜是处于填充因子ν=0量子霍尔态的电荷中性石墨烯系统时，卡西米尔力被抑制。
2012-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.other quant-ph
Quantum field theoretical description of the Casimir effect between two real graphene sheets and thermodynamics
推导了任意低温下两个具有非零能隙$Δ$和非零化学势$μ$的平行石墨烯片的Casimir自由能和熵的解析渐近表达式.石墨烯是在松原公式中的热量子场论框架下，通过（2+1）维时空中的极化张量来描述的。不同的渐近表达式被发现的条件下$Δ>2μ$，$Δ=2μ$，和$Δ<2μ$同时考虑到由于在松原频率的总和和显式的一个所造成的偏振张量对温度的依赖性作为一个参数的隐式温度依赖性。结果表明，对于$Δ>2μ$和$Δ<2μ$的Casimir熵满足热力学第三定律（能斯特热定理），而对于$Δ=2μ$这一基本要求是违反的。所发现的异常的物理意义被认为是在金属和电介质体之间的卡西米尔效应的热力学性质的上下文中。
2020-07-10 cond-mat.other quant-ph
The Nernst heat theorem for an atom interacting with graphene: Dirac model with nonzero energy gap and chemical potential
推导了具有非零能隙$Δ$和非零化学势$μ$的可极化原子与石墨烯相互作用的Casimir Polder自由能的低温行为.基于松原公式中热量子场论的第一性原理，在Dirac模型的框架下，利用极化张量描述了石墨烯对电磁场的响应.结果表明，Casimir-Polder能量的热修正包括三个贡献。其中第一个是确定的松原求和使用的偏振张量定义在零温度下，而第二和第三个贡献是由一个明确的温度依赖性的偏振张量和起源于零频率松原项和所有松原项与非零频率的总和，分别。在低温下的三个贡献中的每一个的渐近行为被解析地发现对于任何值的能隙和化学势。根据我们的结果，Casimir-Polder自由能和熵的Nernst热定理对于$Δ> 2μ$和$Δ< 2μ$都是满足的。我们还揭示了一个熵异常的情况下产生的$Δ= 2μ$。所得到的结果进行了讨论，在卡西米尔物理学长期存在的基本问题，关于适当的描述物质的介电响应的电磁场。
2020-06-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Origin of large thermal effect in the Casimir interaction between two graphene sheets
使用最近导出的表示在（2+1）维时空中的极化张量，允许解析延拓到整个平面的复频率，我们得到简单的解析表达式在非零松原频率的石墨烯的反射系数。在Lifshitz理论的框架中，这些系数被示出为导致两个石墨烯片之间的Casimir自由能和压力的接近精确的结果。大的热效应的组成部分，产生在卡西米尔相互作用在短的分离，由于一个明确的参数依赖的极化张量的温度和隐式的依赖，通过求和的松原频率，计算。它表明，一个明确的热效应超过一个隐含的在较短的分离，这两种效果是相似的大小在中等分离，和一个隐含的效果成为一个更大的分离。可能的应用开发的形式主义，比卡西米尔效应，进行了讨论。
2015-04-21 cond-mat.other quant-ph
Classical limit of the Casimir interaction for thin films with applications to graphene
两个薄的材料膜之间的Casimir相互作用，膜和厚板之间和沉积在基板上的两个膜之间被认为是在大的分离（高温），对应于经典的限制。结果表明，无自由载流子的两层绝缘膜之间以及绝缘膜与材料板之间经典Casimir相互作用的自由能依赖于膜厚，并且随着分离的增加而减小，比经典两厚板的自由能减小得更快.由金属型介电常数表征的薄膜的自由能随着分离的二次幂而减小，即，证明了标准经典极限所得结果揭示了通过将石墨烯建模为具有一定介电常数的薄膜来描述两个石墨烯片之间以及石墨烯片与材料板之间的色散相互作用的可能性。认为在（2+1）维时空中用极化张量描述石墨烯的反射特性是最可靠的结果。
2013-12-23 cond-mat.other quant-ph
No-slip boundary conditions for electron hydrodynamics and the thermal Casimir pressure
我们推导出修正后的反射系数在太赫兹和远红外范围的电磁波。这个想法是基于金属传导电子的流体动力学边界条件。计算了金属板间Casimir压力随温度变化的部分。结果应该阐明的“热异常”的测量偏离标准波动电动力学导电金属。
2021-04-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Thermal Casimir effect in the interaction of graphene with dielectrics and metals
我们研究了由Dirac模型描述的悬浮石墨烯与由电介质或金属材料制成的板的热Casimir相互作用。石墨烯上的反射系数表示的温度依赖性的偏振张量。我们证明，对于具有非零质量间隙参数的石墨烯，卡西米尔自由能在一定温度间隔内保持几乎恒定（并且热校正小得可以忽略不计）。对于石墨烯与金属板的相互作用，自由能几乎是相同的，无论金属是磁性的还是磁性的，也无论它是使用Drude模型还是等离子体模型方法来描述的。用Dirac模型计算的自由能与用石墨烯流体动力学模型计算的自由能进行了比较，发现两者之间存在很大的差异，对于Drude模型描述的介质和非金属平板，这些差异随着温度的升高而消失（分离）。然而，对于由等离子体模型描述的磁性金属和磁性金属，即使在高温下，对石墨烯的所选理论描述的严重依赖仍然存在。在所有情况下，得到了高温下自由能的解析渐近表达式，并与数值计算结果吻合得很好。
2012-09-14 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
Classical Casimir-Polder force between polarizable microparticles and thin films including graphene
我们推导出经典Casimir-Polder自由能和力的解析表达式的极化（磁化）原子（微粒）与薄膜，由不同的材料制成，或石墨烯相互作用。结果表明，与原子与厚板（半空间）相互作用的情况相比，对于孤立的介质膜，自由能和力随分离而减小得更快。对于金属膜，分析了取决于所用金属的模型的一些特有的特征。对于一个原子与石墨烯相互作用，我们表明，在室温下的经典制度是在约$1.5\,μ$ m分离。在这种制度下，由于原子的磁极化率的自由能和力的贡献被抑制，相比，由原子的电极化率引起的主要条款。根据我们的研究结果，在间距高于$5\,μ$ m时，原子与石墨烯的Casimir-Polder相互作用与理想金属平面具有相同的强度。原子与沉积在衬底上的薄膜的经典相互作用也被考虑。
2014-01-17 cond-mat.other quant-ph
