室温下半金属 WTe2 中准粒子的伪流体动力学流

近来，各种固态系统中类流体的电荷输运引起了广泛关注。电子流体的流体动力学行为在窄导电通道中表现为电阻随温度升高而降低（Gurzhi 效应）、电阻随通道宽度的多项式标度、由 Poiseuille 流的出现所支撑的 Wiedemann-Franz 定律的显著违背。类似于流动水中的漩涡，黏性电子流产生涡旋，导致由电流回流驱动的异常变号电学响应。实验上，流体动力学涡旋的存在已在低温石墨烯中观测到，表现为电流注入接触点附近的负电压降。然而，长程变号电学响应是否可由流体动力学以外的机制产生这一问题迄今未被探讨。在此，我们利用偏振敏感激光显微镜证明，在多层二碲化钨（WTe2）于室温下（该材料不展现真正电子流体动力学）出现了视觉上相似的异常变号电荷密度图案。我们认为此伪流体动力学行为源于电子与空穴扩散输运之间的微妙相互作用。特别地，WTe2 中的变号电荷积累由可压缩中性电子-空穴电流的意外回流所支撑，这在该近补偿半金属的体内产生了电荷中性涡旋。我们证明电荷域的超大空间尺寸由电子-空穴对的漫长复合时间所维持。