論文の概要: Fabry-P\'{e}rot nanocavities controlled by Casimir forces in electrolyte
solutions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.01443v1
- Date: Sun, 3 Mar 2024 08:41:14 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-06 21:29:00.028860
- Title: Fabry-P\'{e}rot nanocavities controlled by Casimir forces in electrolyte
solutions
- Title（参考訳）: 電解質溶液中のカシミール力により制御されるfabry-p\'{e}rotナノキャビティ
- Authors: Lixin Ge, Kaipeng Liu, Ke Gong and Rudolf Podgornik
- Abstract要約: カシミール力によって媒介されるファブリ・ペロトナノキャビティの共振スペクトルを調整するための設計法を提案する。
カシミール力の変調は、光周波数でファブリ・ペロトナノキャビティの共鳴を強くシフトさせる。
これらの結果は、光共鳴の一般的なチューニングと、再構成可能なマイクロ流体ナノフォトニクスの潜在的な応用に期待できる場所を開く。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.572422832357419
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We propose a design for tuning the resonant spectra of Fabry-P\'{e}rot
nanocavities mediated by the Casimir force. The system involves a suspended
gold nanoplate approaching to a dielectric-coated gold substrate in a univalent
electrolyte solution. The gold nanoplate can be stably suspended due to the
delicate balance between repulsive and attractive components of the Casimir
forces. In an electrolyte solution, the presence of ionic-charge fluctuations
can partially or totally screen the thermal $n$=0 Matsubara term, resulting in
strongly modified interactions. As a result, the separation between the gold
nanoplate and the substrate experiences a significant modulation in response to
variations in salt concentration. Under proper conditions, we find that the
modulation of the Casimir force would strongly shift the resonances of
Fabry-P\'{e}rot nanocavities at the optical frequencies, when the Debye length
of the electrolyte decreases from 1000 nm to 10 nm. Finally, the temperature
dependence of the thermal Casimir force would provide an additional modulation
of Fabry-P\'{e}rot nanocavity resonances for their eventual fine tuning. These
results open up a promising venue for general tuning of the optical resonances
with potential applications in re-configurable microfluidic nanophotonics.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,カシミール力によるFabry-P\'{e}rotナノキャビティの共振スペクトルの調整法を提案する。
このシステムは、一価電解質溶液中の誘電体被覆金基板に近づく懸濁金ナノプレートを含む。
金ナノプレートは、カシミール力の反発力と魅力的な成分の微妙なバランスのために安定して吊り下げることができる。
電解質溶液では、イオン電荷ゆらぎの存在は熱的n$=0の松原項を部分的にあるいは完全に遮蔽し、強い相互作用を引き起こす。
その結果, 基板と金ナノプレートの分離は, 塩濃度の変動に反応して著しく変化した。
適切な条件下では、電解質のデバイ長が1000nmから10nmに減少すると、カシミール力の変調が光周波数におけるファブリー-P\'{e} ナノキャビティの共鳴を強くシフトすることがわかった。
最後に、熱カシミール力の温度依存性は、ファブリー-P\'{e} ナノキャビティ共鳴を最終的に微調整するために追加の変調を与える。
これらの結果は、再構成可能なマイクロ流体ナノフォトニクスにおける光共鳴の一般的なチューニングの場となりうる。
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