論文の概要: Local Fluctuations in Cavity Control of Ferroelectricity
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.01884v1
- Date: Thu, 5 Jan 2023 02:55:52 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-08 22:07:04.452032
- Title: Local Fluctuations in Cavity Control of Ferroelectricity
- Title（参考訳）: 強誘電体のキャビティ制御における局所的ゆらぎ
- Authors: Jonathan B. Curtis, Marios H. Michael, Eugene Demler
- Abstract要約: 2つの高品質金属鏡の間に挟まれた量子パラ誘電体について検討する。
横モードの連続体を含むと、空洞は強誘電性相関を抑える。
我々の結果は、一般的な形式主義に基づいており、広く適用されることが期待されている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Control of quantum matter through resonant electromagnetic cavities is a
promising route towards establishing control over material phases and
functionalities. Quantum paraelectric insulators -- materials which are nearly
ferroelectric -- are particularly promising candidate systems for this purpose
since they have strongly fluctuating collective modes which directly couple to
the electric field. In this work we explore this possibility in a system
comprised of a quantum paraelectric sandwiched between two high-quality metal
mirrors, realizing a Fabry-Perot type cavity. By developing a full multimode,
continuum description we are able to study the effect of the cavity in a
spatially resolved way for a variety of system sizes and temperatures.
Surprisingly, we find that once a continuum of transverse modes are included
the cavity ends up suppressing ferroelectric correlations. This effect arises
from the screening out of transverse photons at the cavity boundaries and as a
result is confined to the surface of the paraelectric sample. We also explore
the temperature dependence of this effect and find it vanishes at high
temperatures, indicating it is a purely quantum mechanical effect. We connect
our result to calculations of Casimir and Van der Waals forces, which we argue
are closely related to the dipolar fluctuations in the quantum paraelectric.
Our results are based on a general formalism and are expected to be widely
applicable, paving the way towards studies of the quantum electrodynamics of
heterostructures featuring multiple materials and phases.
- Abstract（参考訳）: 共振電磁キャビティによる量子物質の制御は、物質相と機能性の制御を確立するための有望な経路である。
量子パラ誘電体絶縁体(ほぼ強誘電体)は、電場に直接結合する集団モードが強く変動するため、この目的のために特に有望な候補システムである。
本研究では,2つの高品位金属鏡に挟まれた量子常電体を用いて,ファブリペロ型キャビティを実現するシステムについて検討する。
完全なマルチモードの連続的な記述を開発することで、様々なシステムサイズと温度に対して空間的に解決された方法でキャビティの効果を研究できる。
驚いたことに、横モードの連続体を含むと、空洞は強誘電性相関を抑制する。
この効果は、共振器境界における横光子のスクリーニングから生じ、結果としてパラ誘電体試料の表面に限られる。
また、この効果の温度依存性を探求し、高温で消滅し、純粋に量子力学的効果であることを示す。
この結果はカシミール力とファン・デル・ワールス力の計算と結びつけ、量子常電体の双極子揺らぎと密接に関連していると主張する。
この結果は一般的な定式化に基づいており、複数の材料と相を含むヘテロ構造の量子電気力学の研究への道を開くことが期待されている。
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