双层石墨烯中的强库仑拖曳和对称性破缺
介观与纳米尺度物理
2012-12-05 v1 材料科学
强关联电子
摘要
空间分离的电子系统即使不能交换粒子，只要层间距d与层内载流子之间的特征距离l相当，它们之间仍会通过电子-电子相互作用保持强耦合。这种远程耦合的后果之一是一种称为库仑拖曳的现象，其中通过其中一层传输的电流会在另一层中引起摩擦电荷流。此前，只有弱耦合(d>>l)到中等耦合(d~l)的区域可以在实验上研究。在这里，我们使用d低至1 nm的石墨烯-BN异质结构来探测d<<l极限下的层间相互作用和库仑拖曳，此时两个狄拉克液体实际上嵌套在同一平面内，但仍然可以独立地调节和测量。强相互作用区域揭示了许多先前未预测到的特征，这些特征与之前观察到的有本质区别。特别是，尽管当任一层中性时由于电子-空穴对称性拖曳消失，但我们发现当两层都中性时拖曳最强。在这种情况下，零磁场下拖曳为正，但随着磁场增加，拖曳改变符号并迅速增强。拖曳在室温下仍然很强。电子-空穴对称性的破缺归因于紧密间隔的相互作用层的相互极化。双流体狄拉克系统为进一步研究强层间相互作用现象提供了大的参数空间。
引用
@article{arxiv.1206.6626,
title = {Strong Coulomb drag and broken symmetry in double-layer graphene},
author = {R. V. Gorbachev and A. K. Geim and M. I. Katsnelson and K. S. Novoselov and T. Tudorovskiy and I. V. Grigorieva and A. H. MacDonald and K. Watanabe and T. Taniguchi and L. A. Ponomarenko},
journal= {arXiv preprint arXiv:1206.6626},
year = {2012}
}