可调临界卡西米尔力抵消卡西米尔-利夫希茨吸引
软凝聚态物质
2022-11-11 v1 应用物理
摘要
量子电动力学中的卡西米尔力源于微观金属物体之间真空电磁涨落的受限,即便在零温下也会出现。其在有限温度及介质材料中的推广被称为卡西米尔-利夫希茨力。这些力通常为吸引力,导致微纳器件金属部件间普遍存在的黏滞(stiction)问题。近来,排斥性卡西米尔力已在实验中实现,但其对特殊材料的依赖阻碍了动态调控,从而限制了进一步应用。本文通过实验证明,在临界二元液体混合物接近临界温度时出现的排斥性临界卡西米尔力,可用于以纳米精度主动调控微观与纳米尺度物体。我们利用临界卡西米尔力阻止卡西米尔-利夫希茨力引起的黏滞现象,从而展示了上述能力。我们研究了一种浸没于临界混合物中的、位于平面镀金基底上方的微观金薄片。在远离临界温度时,因卡西米尔-利夫希茨力占优而发生黏滞。然而,接近临界温度时,我们观察到排斥性临界卡西米尔力的出现,其强度足以抵消黏滞。该实验展示可通过防止黏滞以及对其组成部件间作用力提供主动调控与精确可调性,加速微纳器件的发展。
引用
@article{arxiv.2202.10926,
title = {Tunable critical Casimir forces counteract Casimir-Lifshitz attraction},
author = {Falko Schmidt and Agnese Callegari and Abdallah Daddi-Moussa-Ider and Battulga Munkhbat and Ruggero Verre and Timur Shegai and Mikael Käll and Hartmut Löwen and Andrea Gambassi and Giovanni Volpe},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.10926},
year = {2022}
}
备注
27 pages, 5 figures