【摘要】：在金屬板與電介質(zhì)材料板基底間插入色散特異材料板形成三明治結(jié)構(gòu),并對(duì)其Casimir作用力進(jìn)行了研究.基于Casimir-Lifshitz理論,通過麥克斯韋應(yīng)力張量計(jì)算了真空漲落的輻射壓,并對(duì)三明治結(jié)構(gòu)利用電磁模式傳輸矩陣方法進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算分析.計(jì)算結(jié)果表明,原本兩板結(jié)構(gòu)中存在的Casimir吸引力,在插入特異材料板后的三明治結(jié)構(gòu)中將轉(zhuǎn)變?yōu)槌饬?從而使輕薄的金屬板產(chǎn)生量子懸浮效應(yīng)。討論了特異材料板的色散電磁響應(yīng)特性以及電介質(zhì)板基底的影響,結(jié)果表明特異材料磁等離子頻率越大、磁共振頻率越小以及電介質(zhì)板基底的介電常數(shù)越小時(shí),三明治結(jié)構(gòu)中獲得的斥力越大.此外,板間距增加到一定范圍時(shí),三明治結(jié)構(gòu)中將出現(xiàn)Casimir平衡回復(fù)力.特異材料填充因子越小、三明治結(jié)構(gòu)中層距和層厚越大時(shí),三明治結(jié)構(gòu)間的回復(fù)力會(huì)出現(xiàn)在較長距的位置.三明治結(jié)構(gòu)中的量子懸浮效應(yīng)與平衡回復(fù)力可保證微納米機(jī)械系統(tǒng)穩(wěn)定性,展現(xiàn)出基于真空輻射壓的應(yīng)用前景.
[Abstract]:A sandwich structure was formed by inserting a dispersion-specific material plate between a metal plate and a dielectric plate substrate, and its Casimir force was studied. Based on Casimir-Lifshitz theory, the radiation pressure of vacuum fluctuation was calculated by Maxwell stress Zhang Liang, and the numerical analysis of sandwich structure using electromagnetic mode transfer matrix method was carried out. The calculation results show that the Casimir attraction existing in the original two-plate structure will be transformed into repulsive force in the sandwich structure after the insertion of the special material plate, which will result in the quantum suspension effect of the thin metal plate. The dispersion electromagnetic response characteristics of special material plates and the influence of dielectric substrate are discussed. The results show that the larger the magnetic plasma frequency, the smaller the magnetic resonance frequency and the smaller the dielectric constant of the dielectric substrate. The greater the repulsion in the sandwich structure. In addition, when the plate spacing is increased to a certain range, the Casimir equilibrium recovery force will appear in the sandwich structure. The smaller the filling factor of the specific material, the greater the middle distance and the thicker the sandwich structure, and the longer the distance between the sandwich structures is. The quantum suspension effect and equilibrium recovery force in sandwich structure can guarantee the stability of micro / nano mechanical system, which shows the application prospect based on vacuum radiation pressure.
【作者單位】： 杭州電子科技大學(xué)通信工程學(xué)院;同濟(jì)大學(xué)物理科學(xué)與工程學(xué)院先進(jìn)微結(jié)構(gòu)材料教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(Nos.11574068,61501157,61405051) 浙江省自然科學(xué)基金(No.LY14A040008)資助~~
【分類號(hào)】：O413

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本文編號(hào)：2398697