电场驱动石墨烯中狄拉克电子的非平衡激发与输运

我们利用非平衡格林函数技术研究电荷中性石墨烯在直流电场驱动下的非平衡激发与电荷输运。由于费米面消失，电子受到非平凡的非平衡激发，例如电子-空穴对的高度各向异性动量分布，即Schwinger效应的类比。我们表明，由Landau-Zener隧穿引发、具超线性IV关系$I \propto E^{3/2}$的电子-空穴激发，达到由光学声子耗散主导的稳态，导致边际亚线性IV关系$I \propto E$，与近期实验一致。当石墨烯自狄拉克点掺杂偏离时，线性IV开始显现电流饱和迹象，并恢复饱和速度的半经典关系。我们详细讨论了非平衡电荷产生以及稳态极限下电子-声子散射率与电场的关系。我们解释了在狄拉克点附近如何恢复表观欧姆IV。我们提出了一种机制，可将这种奇特的非平衡电子-空穴产生用于新型红外器件。