流体动力学电子的泊肃叶流可视化
介观与纳米尺度物理
2019-12-10 v1 强关联电子
量子物理
摘要
流体动力学是对流体流动的普遍描述，并预期在粒子间相互作用占主导时甚至对电子等基本粒子也成立。尽管近期实验揭示了电子流体动力学的各个方面，但流体动力学电子的基本空间结构——泊肃叶流剖面——一直难以捉摸。在本工作中，我们提供了电子流体泊肃叶流的首次实空间成像，以及其从弹道流演化的可视化。利用扫描纳米管单电子晶体管，我们对高迁移率石墨烯通道中电子流的霍尔电压进行成像。我们发现，跨通道的霍尔场剖面是区分弹道流与流体动力学流的关键物理量。我们成像了从低温下的平坦弹道场剖面到升温下的抛物线场剖面的转变，这是泊肃叶流的特征。所成像剖面的曲率被玻尔兹曼计算定性再现，这使我们能够创建表征电子流态的“相图”。我们的结果提供了固态中泊肃叶流长期寻求的直接确认，并实现了探索实空间中相互作用电子丰富物理的新途径。
引用
@article{arxiv.1905.11662,
title = {Visualizing Poiseuille flow of hydrodynamic electrons},
author = {Joseph A. Sulpizio and Lior Ella and Asaf Rozen and John Birkbeck and David J. Perello and Debarghya Dutta and Moshe Ben-Shalom and Takashi Taniguchi and Kenji Watanabe and Tobias Holder and Raquel Queiroz and Ady Stern and Thomas Scaffidi and Andre K. Geim and Shahal Ilani},
journal= {arXiv preprint arXiv:1905.11662},
year = {2019}
}