超冷原子从薄膜、石墨烯和半导体异质结的量子反射

我们证明，薄介电薄膜可用于增强被动原子镜的性能，使入射速度约为1 mm/s的原子量子反射概率超过90%，这在近期实验中已实现。这种增强是通过削弱原子与表面之间的Casimir-Polder吸引力来实现的，该吸引力诱导了量子反射。我们证明，悬浮的石墨烯膜也比块体物质产生更高的量子反射概率。当原子附着在表面时，这种膜的电阻随时间的变化可用于非侵入性地实时监测反射过程。电阻变化允许仅通过电学测量来确定反射概率，而无需对反射的原子云进行光学成像。最后，我们展示了如何利用半导体异质结制造完美的原子镜，这些异质结利用嵌入的二维电子气来定制原子-表面相互作用，从而通过经典手段增强反射。