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InAs纳米线与石墨烯异质结构间的反常库仑拖曳

介观与纳米尺度物理 2020-04-22 v1

摘要

关联电荷不均匀性打破了二维(2D)双层异质结构中的电子-空穴对称性,这导致了在电荷中性点出现非零拖曳。在此,我们报道了由二维石墨烯和一维(1D) InAs纳米线(NW)异质结构组成的新型拖曳体系中的库仑拖曳,其呈现出与2D-2D异质结构截然不同的结果。对于单层石墨烯(MLG)-NW异质结构,由于层间关联的电荷坑,我们在狄拉克点附近观察到非常规的拖曳电阻峰。拖曳信号随温度(T2\sim T^{-2})和NW的载流子密度(nN4\sim n_{N}^{-4})单调减小,但随磁场(B2\sim B^{2})迅速增大。这些反常响应,连同石墨烯与NW不匹配的热导率,确立了能量拖曳作为MLG-NW器件中库仑拖曳的主导机制。相比之下,对于双层石墨烯(BLG)-NW器件,拖曳电阻在狄拉克点两侧变号,且拖曳信号幅度随NW载流子密度(nN1.5\sim n_{N}^{-1.5})减小,这与动量拖曳一致,但对磁场和温度几乎保持不变。这种对预期T2T^2的偏离源于拖曳最大值在石墨烯载流子密度上的偏移。我们还表明,BLG-NW器件满足Onsager互易关系,而MLG-NW器件则不满足。这些维度失配(2D-1D)体系中的库仑拖曳测量此前未见报道,将为未来在新型体系中实现关联凝聚态铺平道路。

关键词

引用

@article{arxiv.2002.09874,
  title  = {Anomalous Coulomb Drag between InAs Nanowire and Graphene Heterostructures},
  author = {Richa Mitra and Manas Ranjan Sahu and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and Hadas Shtrikman and A. K Sood and Anindya Das},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2002.09874},
  year   = {2020}
}

备注

Accepted for publication in Physical Review Letters