电荷中性双层石墨烯中受电子-空穴碰撞限制的输运

当电子传播而没有碰撞偏转其轨迹时，就会发生弹道输运。通常在杂质浓度极低的导体中、低温下观察到这种现象，以避免电子-声子散射。在这里，我们利用悬浮双层石墨烯器件揭示了一种新机制，其中弹道输运不受声子或杂质散射的限制，而是受电子-空穴碰撞的限制。该现象表现为负四端电阻，当通过栅极将费米能级移至导带（价带）中且超过热能，从而抑制空穴（电子）密度时，该电阻变得可见。在较低密度下，输运是扩散性的，且测量的电导率可以被定量复现，无需任何拟合参数，只需将电子-空穴散射作为导致速度弛豫的唯一过程。在三层器件上的实验表明该现象具有鲁棒性，且电荷中性点处的输运受相同的物理机制支配。我们的结果为先前未被观察到的输运机制提供了教科书般的例证，并阐明了在载流子密度不均匀性无关紧要的条件下，通过电荷中性石墨烯传导的本质。它们还表明，输运可以受到一种纯电子机制的限制，该机制源于支配类狄拉克等离子体物理学的相同微观过程。