シリコンナノ構造体の間の非単調なカシミール力の測定

カシミール力は、電磁場の量子ゆらぎから生じるため、基礎的に興味深い。物質の光学特性を通してこの力を制御することは別にして、真空ギャップで隔てられた物体間に、斥力のカシミール力や非単調なカシミール力を生じさせることを目的として、多くの新しい構造が提案されている。しかし、こうした構造を実験的に実現しようとしても、物体を接近させる際に位置合わせが難しいため、うまくいかなかった。本論文では、力センサーとアクチュエーターを集積したオンチッププラットフォームを使って、この位置合わせの問題を回避し、ナノスケールの突出部がある2つの表面の間のカシミール力を測定している。我々は、この力が変位に非単調に依存することを実証した。いくらか変位すると、カシミール力によって、ナノ機械ばねが効果的に硬くなる。今回の結果は、複雑でこれまでにない形状の構造体を使ってナノ機械系におけるカシミール力を調べる道を開くものである。