Inducing and controlling rotation on small objects using photonic topological materials
Inducing and controlling rotation on small objects using photonic topological materials
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使用光子拓扑材料诱导和控制小物体的旋转
DOI：
10.1103/physrevb.98.144101
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发表时间：
2018
影响因子：
3.7
通讯作者：
S.Y. Buhmann
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
F. Lindel;G. W. Hanson;M. Antezza;S.Y. Buhmann
光子拓扑绝缘体板违反洛伦兹互易性，这导致表面导模的方向性。这种平面内的方向性可以通过施加的磁场来压印。基于非互易介质中的宏观量子电动力学，我们证明了两个光子拓扑绝缘体表面受到一个可调的、依赖于磁场的Casimir矩的作用。由于方向性，这个扭矩表现出uniquepirituality，在对比的Casimir扭矩遇到的互易单轴双折射介质或波纹表面arepirituality。值得注意的是，扭矩的方向和强度可以通过简单地在系统上施加磁场来外部驱动，我们表明，这可以用来诱导控制小物体的旋转。我们的预测是相关的纳米光学机械实验和设备。
Photonic topological insulator plates violate Lorentz reciprocity, which leads to a directionality of surface-guided modes. This in-plane directionality can be imprinted via an applied magnetic field. On the basis of macroscopic quantum electrodynamics in nonreciprocal media, we show that two photonic topological insulator surfaces are subject to a tunable, magnetic-field-dependent Casimir torque. Due to the directionality, this torque exhibits a uniqueperiodicity, in contradistinction to the Casimir torques encountered for reciprocal uniaxial birefringent media or corrugated surfaces which areperiodic. Remarkably, the torque direction and strength can be externally drivenin situby simply applying a magnetic field on the system, and we show that this can be exploited to induce a control of the rotation of small objects. Our predictions are relevant for nano-optomechanical experiments and devices.
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