氮掺杂石墨烯电荷输运中的电子-空穴对称性破缺

石墨氮掺杂石墨烯是研究无质量狄拉克费米子被带电杂质散射过程的优秀平台，其中由于通过氮原子直接取代石墨烯晶格中的碳原子而避免了晶格缺陷，可保持高迁移率。在本工作中，我们报道了高质量石墨氮掺杂石墨烯的电学和磁输运测量。我们表明，石墨烯中的取代氮掺杂剂为电子引入原子级锐利散射体，而为空穴引入长程库仑散射体，因此石墨氮掺杂石墨烯在输运性质上表现出清晰的电子-空穴不对称性。分析了石墨氮掺杂石墨烯中载流子的主导散射过程。研究表明，电子-空穴不对称性源于电子和空穴在谷间散射中的显著差异。我们还在不同温度下对石墨氮掺杂石墨烯进行了磁输运测量，提取并讨论了谷间散射、谷内散射和相位相干散射率的温度依赖性。我们的结果为石墨烯中由取代氮掺杂剂诱导的谷间散射的电子-空穴不对称性提供了证据，并揭示了石墨氮掺杂石墨烯在电子和谷电子器件中广泛潜在应用的前景。