研究透视：Science-操纵电子流 | ​石墨烯

在特殊情况下，材料内的电荷载流子可以表现为粘性流体。

今日，美国 威斯康星大学麦迪逊分校（University of Wisconsin-Madison）Zachary J. Krebs，Wyatt A. Behn，Victor W. Brar等，在Science上发文，基于扫描隧道电位仪scanning tunneling potentiometry ，探测了石墨烯内的电子流体的纳米尺度流动，其主要流经由平滑和可调平面p-n结势垒定义的通道。

实验观察到，随着样品温度和沟道宽度的增加，电子流体流经历了从弹道ballistic到粘性状态的Knudsen-to-Gurzhi转变，其特征在于沟道电导超过了弹道极限，并且抑制了电荷在势垒上的积累。

研究结果，通过二维粘性电流流动的有限元模拟建模，并且说明了费米液体流动如何随着载流子密度、沟道宽度和温度而演化。

Imaging the breaking of electrostatic dams in graphene for ballistic and viscous fluids。
石墨烯：弹道和粘性流体的静电成像。

图1 实验设置

图2 实验表征

图3 STP图

图4 电子流性能

图5 有限元模拟

（小注：所有图片均来自预印本，请另行参阅Science正式出版版本。)

当电子-电子碰撞超过与缺陷和其它电阻源的碰撞时，导体中的电子流Electron flow会变得粘稠。研究这种粘性方法之一是在物理上制造狭窄的通道，让电子流过，但这种通道的粗糙边缘，使得与理论的比较变得棘手。

该项研究，与现实相反，基于静电学，以形成石墨烯内电子流的可调势垒。利用扫描隧道电位仪，实验观察到了电子流体在粘性区域的势垒周围流动。

文献链接

https://www.science.org/doi/10.1126/science.abm6073

本文译自Science。