自旋轨道耦合材料中跨越 Lifshitz 相变的 Casimir 力的非解析行为

我们提出利用 Casimir 效应作为观察电子系统中 Lifshitz 相变的一种通用方法。该概念通过磁场中的平面自旋轨道耦合半导体进行了演示。我们计算了两个此类半导体之间以及半导体与金属之间的 Casimir 力，将其表示为半导体中 Zeeman 分裂的函数。Zeeman 场通过调节系统经历拓扑 Lifshitz 相变，导致半导体中的费米口袋形成或坍缩。我们发现 Casimir 力在相变点出现折点，并在相变两侧表现出明显不同的行为。所提出效应的最简单实验实现将涉及一个涂有金属的球体，通过微悬臂梁悬浮在 InSb（或其他具有大 $g$-因子的半导体）薄层上方。提供了数值估计，表明该效应在实验可达范围内。