室温下Dirac流体热扩散率巨大且可调谐的观测
介观与纳米尺度物理
2021-11-23 v2 强关联电子
光学
摘要
导电材料通常表现出扩散或弹道电荷输运。然而，当电子-电子相互作用占主导时，会出现具有黏性电荷流的流体动力学区域(1-13)。更严苛的条件最终产生量子临界Dirac流体区域，其中电子热流比电荷流更高效(14-22)。本文中我们观测了石墨烯在扩散与流体动力学区域中的热输运，并报道以载流子温度和载流子密度为调控旋钮，在室温下可控地过渡到Dirac流体区域。我们引入了具有飞秒时间分辨与纳米空间分辨的时空热电显微镜技术，可追踪电子热扩散。在扩散区域，我们发现约2,000 cm/s的热扩散率，与电荷输运一致。显著的是，在动量弛豫前的流体动力学时间窗口内，我们观测到对应高达70,000 cm/Vs巨大扩散率的热扩散，表明Dirac流体的存在。这些结果在纳米尺度热管理等应用中颇具前景。
引用
@article{arxiv.2008.04189,
title = {Observation of giant and tuneable thermal diffusivity of Dirac fluid at room temperature},
author = {Alexander Block and Alessandro Principi and Niels C. H. Hesp and Aron W. Cummings and Matz Liebel and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and Stephan Roche and Frank H. L. Koppens and Niek F. van Hulst and Klaas-Jan Tielrooij},
journal= {arXiv preprint arXiv:2008.04189},
year = {2021}
}