振荡晶体板间的量子摩擦:介电衬底上的石墨烯单层

我们给出了相距为 $a$、以频率 $\omega_0$ 和振幅 $\rho_0$ 振荡的两块非接触准二维晶体之间能量转移过程的理论描述,并与两块准二维晶体作均匀平行运动的情况进行比较。我们将该理论应用于计算两块振荡板中的范德瓦耳斯能量与耗散能量,其中每块板由沉积在 SiO$_2$ 衬底上的石墨烯单层构成。石墨烯的介电响应由第一性原理确定,SiO$_2$ 表面响应用经验局域介电函数描述。我们研究了 vdW 吸引随驱动频率和石墨烯掺杂的修正。我们提出通过调节石墨烯掺杂 $E_{Fi}$ 和驱动频率 $\omega_0$ 来控制板粘连与脱离的想法。我们发现 vdW 与耗散能量具有简单的 $\rho_0^2$ 依赖关系。由于 Dirac 等离激元是板间能量转移的主要通道,等掺杂 $E_{F1}=E_{F2}=0$ 石墨烯中的耗散功率在 $\omega_0 = 2\omega_p$ 处呈现强峰。当石墨烯沉积在 SiO$_2$ 衬底上时,该峰显著减弱。若仅一块石墨烯为原始态($E_{Fi}=0$),则 $2\omega_p$ 峰消失。对于更大间距 $a$,声子损耗也变得重要,掺杂导致源于石墨烯-衬底板中杂化电子-声子激发之间共振耦合的许多峰发生移动、出现与消失。