二维费米液体中的流体动力学与弹道交流输运

在具有弱电子-声子（e-ph）耦合的干净二维系统中，电子输运可以从欧姆区域转变为弹道区域或流体动力学区域。当电子-电子（e-e）散射较弱时发生弹道区域，而当该散射较强时则出现流体动力学区域。尽管存在这种差异，我们发现通常被认为具有典型流体动力学特征涡旋和负非局域电阻，同样是弹道区域的特征。在不改变实验条件的情况下，无法在直流输运中区分这些非欧姆区域。此外，正如我们的动力学计算所示，直流输运中的流体动力学区域非常脆弱，甚至会被稀疏的 disorder 和 e-ph 散射所消除。我们表明，相比之下，微波频率的交流源容易激发出具有电流涡旋的流体动力学模式，且这些涡旋对 disorder 和 e-ph 散射具有鲁棒性。事实上，非欧姆区域中的电流反转是通过重联过程中的反复涡旋产生和合并发生的，如同经典二维流体中一样。关键的是，交流源在整个器件中产生了强相关性，能够明确区分所有区域。这些以非局域电流-电压和电压-电压相位形式存在的相关性，直接检验了标志着非欧姆行为开始的非局域电流-电压关系的存在，以及确认流体动力学区域存在所需的体相互作用的主导地位。我们使用这些探针在实验上可实现的石墨烯器件中划定所有区域，并发现弹道区域在参数空间中的范围比流体动力学区域大得多。