論文の概要: The Effect of Epsilon-Near-Zero (ENZ) Modes on the Casimir Interaction between Ultrathin Films

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.02969v1
• Date: Fri, 6 May 2022 00:56:50 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-14 03:49:29.816087
• Title: The Effect of Epsilon-Near-Zero (ENZ) Modes on the Casimir Interaction between Ultrathin Films
• Title（参考訳）: Epsilon-Near-Zero (ENZ) モードが超薄膜間のカシミール相互作用に及ぼす影響
• Authors: Tao Gong, Inigo Liberal, Benjamin Spreng, Miguel Camacho, Nader Engheta and Jeremy N. Munday
• Abstract要約: カシミール効果はプラズモンモードとフォトニックモードの両方の結果である。 我々は,高度に閉じ込められたほぼ分散のないエプシロン-ニアゼロモードにより,力に対する反発的な寄与を見出した。 その結果,超薄型ENZ材料に存在する真空揺らぎモードの役割に光を当てた。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.6705336776797344
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Vacuum fluctuation-induced interactions between macroscopic metallic objects result in an attractive force between them, a phenomenon known as the Casimir effect. This force is the result of both plasmonic and photonic modes. For very thin films, field penetration through the films will modify the allowed modes. Here, we investigate the Casimir interaction between two ultrathin films from the perspective of the force distribution over real frequencies for the first time and find pronounced repulsive contributions to the force due to the highly confined and nearly dispersion-free epsilon-near-zero (ENZ) modes that only exist in ultrathin films. These contributions are found to persistently occur around the ENZ frequency of the film and are irrespective of the inter-film separation. We further associate the ENZ modes with a striking thickness dependence in the averaged force density for conductive thin films, a metric signifying a thin-film's acceleration due to Casimir effect. Our results shed light on the role of the unique vacuum fluctuation modes existing in ultrathin ENZ materials, which may offer significant potential for engineering the motion of objects in nanomechanical systems.
• Abstract（参考訳）: 真空揺らぎによる金属オブジェクト間の相互作用は、カシミール効果として知られる現象であるそれらの間に魅力的な力をもたらす。 この力はプラズモンモードとフォトニックモードの両方の結果である。 非常に薄膜の場合、フィルムを通した磁場透過は許容モードを変更する。 そこで本研究では,2つの超薄膜間のカシミール相互作用を実周波数での力分布の観点から検討し,超薄膜にのみ存在するエプシロン・ニアゼロ(ENZ)モードの高度に閉じ込められ,ほぼ分散しないため,力に対する顕著な反感的寄与を見出した。 これらの寄与はフィルムのENZ周波数付近で持続的に発生し、膜間分離によらない。 さらに, ENZモードは, カシミール効果による薄膜の加速を示す指標である導電性薄膜の平均力密度の顕著な厚さ依存性と相関する。 その結果,超薄型ENZ材料に存在する真空揺らぎモードの役割が明らかになり,ナノメカニカルシステムにおける物体の運動の工学的可能性を秘めている可能性が示唆された。

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