飽和鐵氧體界面附近的原子Casimir-Polder扭矩效應(yīng)

胡悅，曾然，徐思遠(yuǎn)，陳偉強(qiáng)，李浩珍，，楊淑娜，李齊良，羊亞平

（1 杭州電子科技大學(xué) 通信工程學(xué)院，杭州 310018）

（2 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，上海 200092）

0 引言

微觀粒子的van der Waals–Casimir 和Casimir-Polder 效應(yīng)一直是近年來(lái)深入研究的課題。電磁場(chǎng)的零點(diǎn)能量子漲落會(huì)導(dǎo)致van der Waals 力［1］，1948年CASIMIR H 在理論上指出，邊界表面的變化導(dǎo)致電磁場(chǎng)零點(diǎn)能的擾動(dòng)，宏觀上可以觀察到作用在物體上的力［2］。對(duì)于各向異性媒質(zhì)，Casimir 力可能隨媒質(zhì)之間的相對(duì)方向而變化，這種變化導(dǎo)致了相對(duì)旋轉(zhuǎn)，稱(chēng)為Casimir 扭矩［3-5］。目前關(guān)于Casimir 效應(yīng)的研究已經(jīng)涉及到多種各向異性材料，例如雙折射材料［6-7］、特異材料［8-10］和各向異性拓?fù)浣^緣體［11］等，測(cè)量轉(zhuǎn)矩的實(shí)驗(yàn)裝置［12-15］也被提出。CASIMIR H 和POLDER D 還給出了原子和理想導(dǎo)體板之間的力，在宏觀板邊界的存在下，處于基態(tài)或激發(fā)態(tài)的原子會(huì)受到Casimir-Polder 力的影響；而在各向異性媒質(zhì)邊界和原子之間，同樣會(huì)產(chǎn)生Casimir-Polder 旋轉(zhuǎn)扭矩。這類(lèi)量子真空誘導(dǎo)扭矩是量子光學(xué)領(lǐng)域的重要研究課題之一，在物理化學(xué)、原子光學(xué)和腔量子電動(dòng)力學(xué)等眾多領(lǐng)域中都具有重要影響，并且在納米技術(shù)中的許多潛在應(yīng)用里同樣發(fā)揮作用，例如構(gòu)造原子力顯微鏡或反射原子光學(xué)元件［16-17］。

飽和鐵氧體是近年來(lái)不斷發(fā)展的一種具有鐵磁性的非金屬?gòu)?fù)合氧化物材料，其電阻率和介電性能等方面要優(yōu)于常規(guī)金屬磁性材料，鐵氧體被廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星通信設(shè)備、精密儀器、控制技術(shù)等通信電子領(lǐng)域［18］以及光子晶體［19］等光學(xué)材料中。……