論文の概要: Electrically switchable Casimir forces using transparent conductive
oxides
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.02305v1
- Date: Mon, 4 Jul 2022 04:49:22 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-06 18:45:48.404004
- Title: Electrically switchable Casimir forces using transparent conductive
oxides
- Title（参考訳）: 透明導電性酸化物を用いた電気スイッチ可能なカシミール力
- Authors: Tao Gong, Benjamin Spreng, Miguel Camacho, Inigo Liberal, Nader
Engheta and Jeremy N. Munday
- Abstract要約: 電荷-中性体間のカシミール力は、電磁場の量子真空ゆらぎに由来する。
電気ゲーティングによるカシミール力のその場調整が可能な2つの構成を提案し,検討する。
ゲート電圧のオン/オフを切り替えることで、TCO層に静電荷キャリアが蓄積しているため、400pN未満の電力変調が予測される。
- 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: Casimir forces between charge-neutral bodies originate from quantum vacuum
fluctuations of electromagnetic fields, which exhibit a critical dependence on
material's electromagnetic properties. Over the years, in-situ modulation of
material's optical properties has been enabled through various means and has
been widely exploited in a plethora of applications such as electro-optical
modulation, transient color generation, bio- or chemical sensing, etc. Yet
Casimir force modulation has been hindered by difficulty in achieving high
modulation signals due to the broadband nature of the Casimir interaction. Here
we propose and investigate two configurations that allow for in-situ modulation
of Casimir forces through electrical gating of a metal-insulator-semiconductor
(MIS) junction comprised of transparent conductive oxide (TCO) materials. By
switching the gate voltage on and off, a force modulation of > 400 pN is
predicted due to substantive charge carrier accumulation in the TCO layer,
which can be easily measured using state-of-the-art force measurement
techniques in an atomic force microscope (AFM). We further examine the
influence of the oxide layer thickness on the force modulation, suggesting the
importance of the fine control of the oxide layer deposition. Our work provides
a promising pathway for modulating the Casimir effect in-situ with
experimentally measurable force contrast.
- Abstract（参考訳）: 電荷-中性体間のカシミール力は、電磁場の量子真空ゆらぎに由来する。
長年にわたり、材料の光学特性のその場調整は様々な方法で実現され、電気光学変調、過渡色生成、生物または化学センシングなど、様々な用途で広く利用されてきた。
しかし、カシミールの力変調は、カシミール相互作用のブロードバンド特性による高変調信号の達成の困難さによって妨げられている。
本稿では、透明導電性酸化物(TCO)材料からなる金属絶縁体-半導体接合体(MIS)の電気ゲーティングにより、カシミール力のその場調節を可能にする2つの構成を提案する。
ゲート電圧をオン/オフさせることにより、TCO層に静電荷担体が蓄積しているため、400 pNの力変調を予測し、原子間力顕微鏡(AFM)の最先端の力測定技術を用いて容易に測定できる。
さらに, 酸化物層厚が力変調に及ぼす影響についても検討し, 酸化物層堆積の微調整の重要性を示唆した。
本研究は,実験的に測定可能な力コントラストを用いてカシミール効果をその場で変調する有望な経路を提供する。
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