Hydrodynamic electron transport near charge neutrality
Hydrodynamic electron transport near charge neutrality
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接近电荷中性的流体动力电子传输
DOI：
10.1103/physrevb.102.075305
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发表时间：
2020
影响因子：
3.7
通讯作者：
Andreev, A. V.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Li, Songci;Levchenko, Alex;Andreev, A. V.
我们发展了导体长程无序势中的流体动力学电子输运理论，在这种无序势中，底层电子液体缺乏伽利略不变性。对于弱无序，我们用电子液体的本征动力学系数和无序势的关联函数来表示系统的输运系数。我们应用这些结果分析了石墨烯器件输运系数的掺杂和温度关系。结果表明，在电荷中性条件下，长程无序使系统的电导率增加到内在值以上。这种增强是由局部偏离电荷中性引起的以涡流为主的流体动力流动引起的。它的大小与电子液体的剪切粘度成反比，尺度与无序关联半径的平方成正比。这与远离电荷中性的情况有质的不同。在这种情况下，流动以势流为主，对电导率产生负的粘性贡献，与剪切粘性和整体粘性之和成正比，与无序关联半径的平方成反比。
We develop the theory of hydrodynamic electron transport in a long-range disorder potential for conductors in which the underlying electron liquid lacks Galilean invariance. For weak disorder, we express the transport coefficients of the system in terms of the intrinsic kinetic coefficients of the electron liquid and the correlation function of the disorder potential. We apply these results to analyze the doping and temperature dependence of transport coefficients of graphene devices. We show that at charge neutrality, long-range disorder increases the conductivity of the system above the intrinsic value. The enhancement arises from the predominantly vortical hydrodynamic flow caused by local deviations from charge neutrality. Its magnitude is inversely proportional to the shear viscosity of the electron liquid and scales as the square of the disorder correlation radius. This is qualitatively different from the situation away from charge neutrality. In that case, the flow is predominantly potential and produces negative viscous contributions to the conductivity, which are proportional to the sum of shear and bulk viscosities and inversely proportional to the square of disorder correlation radius.
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