电荷中性石墨烯中的电子空穴等离子体预计将实现一个量子临界系统，即使在室温下，其电输运也具有普遍的流体动力学描述。这种量子临界的“狄拉克流体”的剪切粘度预计接近最小极限，在普朗克时间，粒子间的散射速率达到饱和，这是粒子弛豫的最短时间尺度。尽管在有限载流子密度下的电迁移测量结果与石墨烯中的流体动力学电子流一致，但电荷中性点处的粘性流动的清晰演示仍然难以捉摸。在这里，我们通过测量相关的杂散磁场，直接在室温下对石墨烯中的粘性Dirac流体流动进行成像。使用量子自旋磁强计进行纳米级磁成像，该量子自旋磁强计通过利用金刚石中的氮空位中心实现。扫描单旋和宽磁场磁力分析显示，在电荷中性点附近的高迁移率石墨烯通道中，电子流具有抛物线形的Poiseuille分布，从而建立了Dirac流体的粘性传输。该测量结果与在金属导体以及低迁移率石墨烯通道中成像的传统均匀流动曲线形成了对比。通过组合成像和传输测量，我们获得了黏度和散射率，并观察到这些数量可与在量子临界状态下预期的通用值相媲美。这一发现在室温、高迁移率的电荷中性石墨烯中建立了一种近乎理想的电子流体。我们的研究结果将有助于研究高温超导体中，与强相关电子相关的量子临界流体中的流体动力传输。这项工作也突出了量子自旋磁力仪在纳米尺度探测相关电子现象的能力。
  
Fig. 1 通过磁场成像探测粘性电子传输。
 
 
Fig. 2 一维扫描NV显微镜观察：金属通道中的欧姆流、在CNP封装hBN的石墨烯中的低迁移石墨烯和粘滞流。
 
 
Fig. 3 石墨烯中粘性电子流的宽场磁成像。
 
 
Fig. 4 石墨烯在CNP附近的电子流体动力学。
 
      相关研究成果于2020年由哈佛大学Ronald L. Walsworth课题组，发表在Nature (https://doi.org/10.1038/s41586-020-2507-2)上。原文：Imaging viscous flow of the Dirac fluid in graphene。

摘自《石墨烯杂志》公众号;