电介质与半导体间热 Casimir 力理论中的问题

本文探讨了应用 Lifshitz 理论描述电介质与半导体之间热 Casimir 力的问题。研究表明，对于所有真实电介质（即在零温度下电导率为零的所有材料），将非零温度下产生的非零电导率纳入电介质响应模型会导致违反 Nernst 热定理。这一结果同样适用于简单绝缘体、本征半导体、Mott-Hubbard 电介质以及掺杂浓度低于临界值的掺杂半导体。我们证明，在绝缘体 - 金属转变中，无论电导率是连续变化还是不连续变化，Casimir 自由能都会发生突变。将 Lifshitz 公式应用于极性电介质会导致与温度成线性关系的大热修正。我们制定了一条规则，说明如何在符合热力学和实验的情况下将 Lifshitz 理论应用于真实材料。