弹道石墨烯系统中负非局域电阻与回流电流的数值研究

除了非局域电阻 $R_{NL}$ 的巨大峰值外，石墨烯系统中还观测到了 $R_{NL}$ 的反常负值，但其形成机制目前尚不十分清楚。本文利用非平衡格林函数方法，计算了处于弹道输运区域的 H 型非相互作用石墨烯系统中的局域电流流。与先前基于粘滞区域得出的结论类似，数值结果表明，在非局域测量端之间出现了一个局域电流涡旋，这引发了回流电流并在探针处产生了显著的负电压降。具体而言，涡旋表现得越强，$R_{NL}$ 呈现得越负。此外，引入自旋轨道耦合作为研究这一奇特涡旋的附加工具，但它根本不是该涡旋产生的驱动力。此外，该弹道系统中出现了非局域 Wiedemann-Franz 定律的失效，并进一步提供了两个实验判据以证实这一奇特涡旋的存在。值得注意的是，本文讨论指出，由于石墨烯特有的线性能谱导致的较长电子平均自由程及随之产生的弹道输运，该涡旋实际上源于流动电流与边界的碰撞。