Nonreciprocal electron hydrodynamics under magnetic fields: applications to nonreciprocal surface magnetoplasmons
最近的实验已经阐明，新的非平衡态固有的所谓的流体动力学制度实现在超纯金属具有足够强的动量守恒散射。在这封信中，我们制定了磁场下的电子流体力学与破缺的反转对称性的理论，并发现新的条款出现在流体力学方程中的非互易响应的实现起着至关重要的作用。具体来说，我们澄清，存在一种新型的非互易集体模式被称为非互易表面磁等离子体激元之间的相互作用所产生的磁场和轨道磁矩。我们揭示了这些非互易集体模确实引起了磁光响应的非互易性，如反射率。这里讨论的物理学将在具有反转对称破缺和磁场的电子流体动力学材料中的磁等离子体激元和非互易性这两个重要概念之间架起桥梁。
2021-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Terahertz Radiation from the Dyakonov-Shur Instability of Hydrodynamic Electrons in a Corbino Geometry
流体动力学电子流过一个二维通道，预计将经历一个临界漂移速度以上的等离子体不稳定性。这种Dyakonov-Shur（DS）不稳定性以相干非线性振荡器的形式终止，该振荡器显示出作为可以填充所谓的太赫兹间隙的辐射源的希望。在这项工作中，我们研究了径向流动的Corbino磁盘，并演示了DS不稳定性是如何大大增强，在这种几何形状，无论是在一个较低的临界漂移速度和较高的产生功率。有趣的是，最近在这种几何形状的石墨烯样品中报道了流体动力学电子流，因此我们的结果与目前检测这种实验上难以捉摸的现象的努力直接相关。该分析是基于流体动力学方法和功能的线性化计算以及完整的数值模拟的纳维-斯托克斯方程。
2022-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Hydrodynamic Electron Flow and Hall Viscosity
在足够小的尺寸和足够强的动量守恒散射的金属样品中，电子气的粘度可以成为控制输运的主要过程。在这种情况下，动量是一个长期存在的量，其演变由涌现流体动力学理论描述。此外，打破时间反演对称性导致出现一个奇怪的组成部分的粘度称为霍尔粘度，这引起了相当大的关注，最近由于其量子化的性质在带隙系统，但仍然逃避实验证实。基于微观计算，我们讨论了如何测量的影响，偶数和奇数分量的粘度使用流体动力学电子输运在介观样品下施加磁场。
2017-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electronic hydrodynamics and the breakdown of the Wiedemann-Franz and Mott laws in interacting metals
我们提出了长寿命准粒子的金属中的热电输运理论，仔细解决电子-电子散射以及电子-杂质散射的相互作用，但忽略了电子-声子散射。在费米液体与一个大的费米表面和弱的电子杂质散射，我们提供了通用的和简单的公式的热电电导率的行为跨越弹道流体动力学交叉。在这种情况下，电导率相对不受流体动力学效应的影响。相反，热导率可以在参数上小于由Wiedemann-Franz定律预测的。一个不太严重的违反莫特定律的情况出现了。我们定量地比较了（i）碰撞积分中动量守恒的电子-电子散射，（ii）电子-杂质散射率的流体动力学修改，以及（iii）费米面的热加宽对Wiedemann-Franz定律的违反，并表明（i）是最大的。我们提出了简单的公式，电气和热磁导性的弹道流体动力学的限制，随着一个更复杂的公式的热电磁导性。在一个有限的磁场中，洛伦兹数可能小于或大于由Wiedemann-Franz定律预测，这些行为之间的交叉是一个明确的预测实验。在我们的工作中发现的任意强违反Wiedemann-Franz定律完全来自费米液体范式内的电子-电子相互作用效应，并不意味着任何非费米液体行为。我们预测明确的实验签名的体流体动力学在高迁移率的2D GaAs半导体结构，其中失败的Wiedemann-Franz法律应坚持到非常低的温度在高品质，低密度的样品。
2018-04-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Kinetic simulation of magnetic-field-tuned hydrodynamic electron transport in graphene corbino disk
Zhejiang University（浙江大学）；Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学）；Hangzhou Dianzi University（杭州电子科技大学）
本文研究了磁场中均匀二维柯布诺盘中流体电子输运的热行为，发现热流在径向电场或温度梯度下发生偏转，且通过不同散射过程影响偏转现象。
2026-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Nonlocal optical responses of ultrapure metals in the hydrodynamic regime
我们对金属中光学响应的传统理解是以德鲁德理论为基础的。然而，近年来，已经可以制备超纯金属样品，其中电子-电子散射成为控制传输的最主要过程，因此Drude理论不再有效，其中动量弛豫散射，如电子-杂质散射被认为是主导的。这种状态被称为水动力状态，并由涌现水动力理论描述。在这里，我们开发了一个基本的框架，在流体动力学制度的光学响应。从流体力学方程出发，揭示了粘性效应导致的“流体力学模式”的存在，并计算了三维电子流体的反射率和透射率。我们的理论还描述了如何探测流体动力学效应和测量粘度通过简单的光学技术。
2019-10-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum aspects of "hydrodynamic" transport from weak electron-impurity scattering
最近的实验观察显然流体动力学电子输运产生了很多兴奋。然而，所观察到的非局部运输（漩涡）的影响和抛物线（Poiquilille样）电流剖面的理解在很大程度上是由一个现象学的类比经典流体的动机。这是由于很难将强相关性纳入量子力学计算的运输，这一直是主要的角度来解释明显的流体动力学运输。在这里，我们表明，即使是自由费米子系统，在存在（不可避免的）的障碍，表现出非局部导电性的影响，如在实验中观察到的，因为费米子系统的长程纠缠的性质。在有限波矢，$σ({\bf q})$，为选定的弱无序自由费米子系统的电导率的明确计算的基础上，我们提出了实验策略，以证明独特的量子效应在非局域传输与经典动力学理论的期望不一致。我们的结果意味着，观察到的电子池或其他“流体动力学”的影响，并不能保证电子-电子散射的优势，电子杂质散射。
2020-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Two-dimensional hydrodynamic viscous electron flow in annular Corbino rings
McGill University（麦吉尔大学）；National High Magnetic Field Laboratory（国家强磁场实验室）；Sandia National Laboratories（桑迪亚国家实验室）；Princeton University（普林斯顿大学）
研究通过环形科布诺环中的非局部电子输运测量，发现粘性流体流动可在远离源漏电流区域的地方出现，验证了电子系统中集体流动的流体粘性现象。
2024-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electron hydrodynamics with a polygonal Fermi surface
最近的实验已经在许多材料中观察到了流体动力学电子流的迹象，并非所有材料都具有各向同性的费米表面。我们重新审视这些实验在$\mathrm{PdCoO}_2$，准二维材料的费米表面是一个圆形的六边形，并观察到的数据出现定量一致的非流体动力学的解释。然而，这样的实验的动机，我们开发了一个简单的模型的低温动力学和流体力学的二维费米液体与多边形费米表面。几何效应导致有限数量的额外的长寿命的准流体动力学的“不平衡”模式和相应的质的变化，在运输弹道流体动力学交叉。在流体力学极限，我们发现非相干扩散和一个新的耗散组件的粘度张量所产生的明确打破旋转不变性的费米面。最后，我们计算的电导窄通道跨越弹道流体动力学交叉，并证明了修改的Gurzhi效应，允许非单调的温度和宽度依赖的通道电导。
2019-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Dyakonov-Shur instability across the ballistic-to-hydrodynamic crossover
数值求解了半经典动力学方程，计算了有限长腔中二维费米液体的Dyakonov-Shur不稳定性的增长率。当电子-电子散射是快速的，我们观察到很好理解的流体动力学不稳定性，它的消失，由于粘性耗散。当电子-电子散射可以忽略时，我们发现不稳定性在某些边界条件下重新出现，而在其他边界条件下则没有。我们讨论了这些发现的实验的影响。
2018-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Observation of Electronic Viscous Dissipation in Graphene Magneto-thermal Transport
本文通过石墨烯磁热输运实验观测到热导率低于 Wiedemann–Franz 值及磁致温度重分布，首次证实电子流体中的黏性电子加热。
2024-06-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Hydrodynamic approach to transport and quantum turbulence in nanoscale conductors
在输运问题中，电子-电子相互作用的描述在解析和数值上都是困难的。在这里，我们表明，一个更简单的描述电子输运的相互作用的存在下，可以实现在纳米级系统。特别是，我们表明，纳米导体中的电子流可以用具有有效电子粘度的Navier-Stokes方程描述，即，与粘性和可压缩经典流体的动力学相同。通过使用这种流体动力学的方法，我们推导出的条件，从层流过渡到湍流在纳米系统，并讨论可能的实验测试我们的预测。
2007-01-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Rectification by hydrodynamic flow in an encapsulated graphene Tesla valve
粒子间相互作用占优势的系统可以用流体力学来描述。对于电子来说，在固态中通常难以进入该区域。然而，封装的石墨烯的高纯度与其有利的声子性质相结合使其成为可能，并且已经观察到对石墨烯导电性的流体动力学校正。实例包括电子束池、通过收缩部的增强流动以及Poiffille流动剖面。然而，一直缺乏专门依赖于粘性行为并用作粘度计的电子装置。在这里，我们实现了特斯拉阀的模拟。它表现出非互易输运，可以被看作是一个电子粘性二极管。整流发生在载流子密度和温度与流体动力学制度一致，并消失在弹道和扩散运输制度。在电子暴露于莫尔超晶格的器件中，在整流行为中观察到穿过范霍夫奇点时的Lifshitz跃迁。
2020-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Geometry-Induced Skin Effect in Electron Hydrodynamics
Wrocław University of Science and Technology（弗罗茨瓦夫科技大学）；Nordita, KTH Royal Institute of Technology and Stockholm University（诺迪塔，皇家理工学院和斯德哥尔摩大学）；Niels Bohr Institute, Copenhagen University（尼尔斯·玻尔研究所，哥本哈根大学）
研究揭示了在二维材料中，几何结构对电子流体动力学行为的诱导效应，通过分析流体动力学与几何形状的相互作用，解释了边缘增强和双峰电流剖面的形成机制。
2026-10-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Electron Hydrodynamics in Graphene : Experimental and Theoretical Status
Indian Institute of Technology Bhilai（印度理工学院比莱分校）
本文综述了石墨烯中电子流体动力学的实验与理论进展，重点讨论了实验观测和理论框架的发展。
2025-09-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el nucl-th
Two-dimensional hydrodynamic electron flow through periodic and random potentials
本文研究二维电子在光滑周期与随机势中的流体动力学通道流动，揭示黏性与热电力竞争对电阻的决定作用，并分别得到线性于 T 和 T^(10/3) 的电阻率规律。
2024-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Purity-dependent Lorenz number, electron hydrodynamics and electron-phonon coupling in WTe$_2$
本文研究了WTe$_2$在极低温下的电热输运，发现Wiedemann-Franz定律的偏离与样品纯度有关，揭示了电子流体动力学行为、声子热导率量子振荡以及低温下电声子耦合机制的失效。
2024-08-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Anomalous Hydrodynamic Transport in Interacting Noncentrosymmetric Metals
在具有足够强的动量守恒散射的高导电金属中，电子动量被认为是一个长寿命的量，其动力学由涌现流体动力学理论描述。在本文中，我们开发了一个电子流体动力学理论的非中心对称金属，其中一类新的电子流体是通过降低晶体对称性和由此产生的几何效应来实现的。所得到的流体动力学方程表明了非中心对称金属中的电子流体与真空中的手征流体之间的非平凡类比，并预测了新的流体动力学输运现象，即非对称Poiffille流和反常边缘电流。我们的理论也给出了各种异常输运现象，如量子非线性霍尔效应对应的流体动力学描述。此外，我们给出了一个对称性考虑的流体动力学方程，并提出了几个实验装置，以实现这种异常的流体动力学输运在现有的流体动力学材料，包括双层石墨烯和Weyl半金属。
2020-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Hydrodynamic description of transport in strongly correlated electron systems
我们发展了一个流体动力学描述的电阻率和磁阻的电子液体在一个光滑的无序势。当电子-电子散射长度足够短时，这种方法是有效的。在宽的温度范围内，耗散由电子流体中的热通量主导，并且电阻率与热导率$κ$成反比。这与斯托克斯流形成鲜明对比，在斯托克斯流中，阻力与$κ$无关，而与流体粘度成比例。我们还确定了一个新的自旋磁电阻的流体力学机制。
2010-11-12 cond-mat.mes-hall
Emission of plasmons by drifting Dirac electrons: where hydrodynamics matters
最近的研究表明，清洁半导体和金属中的直流电在很宽的温度和样品尺寸范围内都遵守流体力学定律。然而，流体动力学现象的频率窗口的确定仍然具有挑战性。在这里，我们揭示了一个现象是一个标志性的高频流体动力学运输，切伦科夫发射等离子体的漂移狄拉克电子。这种效应出现在流体动力学机制中，只是由于电子-电子碰撞使等离子体速度降低到载流子漂移速度以下。为了定量描述切伦科夫效应，我们分析发现漂移狄拉克电子在流体动力学到弹道交叉的高频非局部电导率。我们发现在两个实验相关的设置：平行的石墨烯层和亚波长光栅覆盖的石墨烯，进一步显示他们的弹道制度的情况下，流体动力学等离子体激元不稳定性的增长率。我们认为，切伦科夫发射的可能性是联系在一起的狄拉克材料的非局域导电性的奇异结构和特定的介电环境是无关的。
2019-08-06 cond-mat.mes-hall
Visualizing Poiseuille flow of hydrodynamic electrons
流体动力学是对流体流动的一般描述，并且预计即使对于基本粒子（例如电子），当粒子间相互作用占主导地位时也是如此。虽然在最近的实验中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，Poiffille流剖面，仍然难以捉摸。在这项工作中，我们提供了第一个真实空间的电子流体的Poiffille流的成像，以及其从弹道流演变的可视化。利用扫描纳米管单电子晶体管，我们图像的霍尔电压的电子流通过高迁移率石墨烯的通道。我们发现霍尔场在通道中的分布是区分弹道流和流体动力流的一个关键物理量。我们的图像从平坦的，弹道场分布在低温下到抛物线场分布在高温下，这是Poiffille流的标志的过渡。的曲率的成像配置文件是定性再现玻尔兹曼计算，这使我们能够创建一个“相图”，其特征在于电子流制度。我们的结果为固态泊肃叶流提供了长期寻求的直接证实，并为探索真实空间中相互作用电子的丰富物理学提供了一种新方法。
2019-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Micromagnets dramatically enhance effects of viscous hydrodynamic flow in two-dimensional electron fluid
针对二维电子流体中粘性效应受杂质、声子和边界等掩盖的问题，本文提出利用微磁体将流动涡量提高数个数量级，以提升电子粘度测量精度并实现外部调控。
2023-12-11 cond-mat.mes-hall
Hydrodynamic electron transport in graphene Hall-bar devices
我们考虑流体动力学电子输运在霍尔杆几何。该理论是为非伽利略不变的电子液体系统开发的。我们表明，由长程无序和门控引起的电子密度的不均匀性导致流体动力学传输模式和相对于电子液体的传输之间的混合。对于接近电荷中性的石墨烯系统，这些效应导致流体动力学流动与电荷传输的强耦合。结果，系统的有效电导率可显著超过电子液体的固有电导率。我们得到的系统的热电输运系数作为密度的函数在清洁和无序为主的制度之间的全交叉区域的解析表达式。
2022-04-22 cond-mat.mes-hall
Hydrodynamics of electrons in graphene
一般的相互作用多体量子系统被认为在长时间和长度尺度上表现为经典流体。由于在生长非常纯的晶体方面的快速进展，我们现在能够在实验上观察到固态系统中电子的集体运动，包括石墨烯。我们提出了一个审查的最新进展，了解在石墨烯中的电子运动的流体动力学极限，从不同的社区写的物理学家。我们首先讨论石墨烯的“相图”，以及实验系统中不可避免的杂质和声子的存在。我们推导出流体力学，无论是从现象学的角度来看，并使用动力学理论。然后，我们描述如何流体动力学电子流是可见的电子传输测量。虽然我们在这篇综述中关注石墨烯，但更广泛的框架自然也适用于其他材料。我们假设学生只具备凝聚态物理的基础知识，而不具备流体力学的先验知识。
2018-01-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Microscopic theory for electron hydrodynamics in monolayer and bilayer graphene
电子的行为就像一个经典流体的动量分布函数，在空间和时间上变化缓慢时，量子力学载流子-载流子散射占主导地位的所有其他散射过程。最近在单层和双层石墨烯中的实验已经报道了超净设备中这种流体动力学电子行为的签名。在这项理论工作中，从微观处理的电子-电子，电子-声子和电子-杂质的相互作用内的随机相位近似，我们表明，单层和双层石墨烯都主机两个不同的流体动力学制度。我们预测，双层石墨烯的流体动力学窗口比单层石墨烯更强，并且具有与“肺形”相反的特征“V形”。最后，我们崩溃的实验数据到一个普遍的障碍有限的理论，从而证明所观察到的违反Wiedemann-Franz定律在单分子膜中发生在一个政权占主导地位的杂质引起的电子空穴水坑。
2017-10-27 cond-mat.mes-hall
Electron Hydrodynamics by Spin Hall Effect
本文提出具有自旋霍尔效应的电子系统输运同样遵循流体力学方程，其黏度由自旋扩散长度和输运寿命决定，并证明空腔边界积累的自旋可产生磁性斯格明子。
2023-05-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hydrodynamic approach to two-dimensional electron systems
近几年来，人们对超纯材料中相互作用电子系统的流体动力学效应产生了极大的兴趣。一种这样的材料，石墨烯，不仅是一个很好的平台，实验实现的流体动力学流动的电子，但也允许一个控制的动力学方程的基础上的动力学理论的推导。由此产生的石墨烯中电子输运的流体动力学理论对实验相关量（例如粘度、电导率等）进行了定量预测。在这里，我回顾了该领域的最新理论进展，将石墨烯中载流子的流体动力学理论与相对论流体力学进行了比较和最近的实验，并讨论了流体动力学方法在石墨烯以外的新型材料中的应用。
2022-07-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Boundary Conditions for Electron Flow in Graphene in the Hydrodynamic Regime
石墨烯由于其特殊的性质，其中包括流体动力学机制，引起了许多研究兴趣。然而，目前还不清楚这种流体动力学水流满足哪种边界条件。本文的目的是研究不同的边界条件对无限长的石墨烯带中的电势的影响，其中电子可以被流体动力学处理。水流的边界条件从无滑移到自由边界连续变化。我们分析的情况下，两个不同的方向的源和汇，最近的论文的启发。我们讨论的几何形状是更好地适合于确定的流体动力学制度和实验确定的边界条件。
2015-09-23 cond-mat.mes-hall
Ballistic-to-hydrodynamic transition and collective modes for two-dimensional electron systems in magnetic field
近年来二维电子系统中粘性流体动力学电子流的研究对现有的输运理论提出了严重的质疑，包括弹道模型、碰撞诱导和无碰撞流体动力学。虽然自由二维电子在流体动力学到弹道学交叉处的传输理论已经很好地建立，但对于磁场中的电子来说，情况并非如此。在这项工作中，我们开发了一个解析可解的模型，描述从弹道到流体动力学输运的转变，改变磁场中的电子-电子碰撞的强度。在这个模型中，我们找到了二维电子的高频非局域电导率张量的表达式。它适用于外场频率$ω$、回旋频率$ω_c$和电子-电子碰撞频率$τ^{-1}_{ee}$之间的任意关系。我们使用得到的表达式来研究二维磁等离子体激元模式在流体动力学到弹道交叉的转变。在真正的流体动力学制度，$ωτ_{ee} \ll 1$，2DES支持一个单一的磁等离子体激元模式，不分裂在回旋谐波。在弹道状态下，$ωτ_{ee} \gg 1$，等离子体激元色散在回旋谐波处产生分裂，形成伯恩斯坦模式。一个正式的长波长展开的动力学方程（“无碰撞流体力学”）预测的第一次分裂的等离子体色散在$ω\approx 2ω_c$。尽管如此，这样的扩展未能预测零和负群速度部分真正的磁等离子体色散，完整的动力学模型是必需的。
2022-07-07 cond-mat.mes-hall
Voltage characteristics of hydrodynamic Dirac electron nozzles with supersonic flow
Imec；Peter Grünberg Institute (PGI-9), Forschungszentrum Jülich（于利希研究中心）；Instituut voor Theoretische Fysica, Department of Physics and Astronomy, KU Leuven（荷语鲁汶大学）；Department of Physics and Materials Science, University of Luxembourg（卢森堡大学）；Institut für Theoretische Physik und Astrophysik, Universität Würzburg（维尔茨堡大学）
研究了狄拉克电子喷嘴中亚音速和超音速流动的电压特性，揭示了超音速流体动力学流动的特征。
2026-08-03 cond-mat.mes-hall
Hydrodynamic effects in interacting Fermi electron jets
本文从理论上研究了二维费米系统中电子-电子碰撞产生的流体动力学现象。我们证明，电子束扫过一个光圈产生泵浦效应，吸引载流子从这个光圈。这种泵浦效应源于注入电子引起的特定电势分布。在注入电子主流附近的区域中，注入电子感生正电势。因此，通常的库仑排斥作用导致费米系统中的吸引力。费米系统中的这种量子抽运机制与经典液体中的伯努利抽运效应有质的不同。我们还讨论了可能的实验实现。
2003-12-08 cond-mat.mes-hall
Alternative routes to electron hydrodynamics
本文分析了实现电子流体动力学输运的物理条件，发现促进频繁非弹性碰撞、施加磁场或高频电场三条新路径，突破了传统对频繁电子-电子碰撞的限制，拓宽了可用流体动力学描述的材料与现象范围，并为减少器件电耗散提供了新思路。
2024-03-21 cond-mat.mes-hall
Hydrodynamics, viscous electron fluid, and Wiedeman-Franz law in 2D semiconductors
从理论上考虑在2D半导体的流体动力学和弹道制度之间的过渡，我们表明，电子在高迁移率的2D GaAs是迄今为止最好的系统，直接观察集体流体动力学效应，即使在体输运特性独立于复杂的传输功能，在狭窄的收缩和小系统，其中Gurzhi现象通常是实验研究。我们预测了一个强大的流体动力学诱导的一般违反的Wiedeman-Franz定律在体2D GaAs系统的迁移率作为温和的$10^6 \mathrm{cm}^2/Vs$和密度$1$ - $5\times10^{11} \mathrm{cm}^{-2}$在温度范围内的$T=1$ - $40K$。
2022-07-16 cond-mat.mes-hall
Para-hydrodynamics from weak surface scattering in ultraclean thin flakes
本文建立薄片中粗糙表面散射驱动的副流体力学输运动理学理论，解释WTe₂实验并预测超净三维材料中普遍存在该区域。
2023-04-22 cond-mat.mes-hall
Non-local transport and the Hall viscosity of 2D hydrodynamic electron liquids
在受磁场作用的流体中，粘性应力张量具有由所谓的霍尔粘性控制的无耗散反对称分量。在这里，我们提出了一个全电的计划，允许在固态设备中的二维电子液体的霍尔粘度的测定。
2017-10-17 cond-mat.mes-hall
Beyond Ohm's law -- Bernoulli effect and streaming in electron hydrodynamics
最近对超净二维材料非局域输运的观察提出了获得多电子态流体动力学相关输运的诱人可能性。然而，有人指出，非局域输运也可以产生杂质散射，而不是相互作用。模糊不清的症结在于侧重于线性效应，即欧姆定律，它不能轻易区分不同的运输方式。在这里，我们提出的实验，可以揭示丰富的流体动力学特性的系统，利用非线性的纳维-斯托克斯方程。我们提出的三个实验将分别表现出经典流体中众所周知的独特现象：伯努利效应、埃卡特流和瑞利流。已知参数的分析证实了所提出的实验是可行的，并且流体动力学特征在石墨烯基设备的范围内。这三种现象中任何一种的实验实现都将为制定和探索非线性电子流体动力学的概念提供垫脚石，并着眼于经典非层流的著名例子，例如斑图形成和湍流。
2020-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el physics.flu-dyn
Heating of inhomogeneous electron flow in the hydrodynamic regime
本文研究了流体力学体系中非均匀电子流的电子温度分布。我们假设的不均匀性是由于一个弱的非均匀分布的动量弛豫时间内的球形收缩区域。我们表明，温度分布显着依赖于驱动强度和电子液体的粘度。在没有粘度的情况下，Landauer偶极子的温度分布，沿电流的非弹性电子-声子散射的不对称变形，出现周围的不均匀性。我们发现，Landauer偶极温度分布和驱动电场方向的不对称性存在于所有维度，因此，非均匀流体动力学电子流的普遍特征。我们进一步证明，电子粘度抑制热Landauer偶极子，并导致一个“热点”的外观正好在收缩的中心。我们还计算了声子温度分布，该分布可以在热纳米成像实验中直接测量。
2021-05-13 cond-mat.mes-hall
Hydrodynamic electron flow in a Weyl semimetal slab: Role of Chern-Simons terms
利用自洽流体动力学理论，研究了手征电子流体在有限厚外尔半金属板中的流体动力学流动。后者包括粘性、反常和涡旋效应，以及动力学电磁效应。Weyl节点之间的能量和动量的分离被考虑通过拓扑Chern-Simons的贡献在电流和电荷密度的麦克斯韦方程。当外加平行于平板的电场时，电子流速度具有由粘性和无滑移边界条件决定的非均匀分布。最值得注意的是，流体速度场发展了一个非零的组成部分，在接近表面时逐渐消散。由于拓扑Chern-Simons电流引起的异常霍尔电压，出现了这种异常的流量分量。外尔半金属流体力学的另一个特征是沿垂直于外加电场方向的平板的反常霍尔电流的强烈变化。此外，它被发现，拓扑电流感生的电势差之间的表面的板是强烈地受流体动力学流。
2018-05-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Anomalous diffusion and singular transport from hydrodynamic recoupling
Laboratoire de Physique de l’École Normale Supérieure, CNRS, ENS & Université PSL（巴黎高等师范学院物理实验室，法国国家科学研究中心，巴黎高等师范学院及巴黎文理研究大学）；Department of Electrical and Computer Engineering, Princeton University（普林斯顿大学电气与计算机工程系）；Department of Theoretical Physics, University of Geneva（日内瓦大学理论物理系）；Geneva Quantum Center, University of Geneva（日内瓦大学日内瓦量子中心）
研究揭示了粒子-空穴对称流体中电荷扩散与噪声的关系，发现其扩散常数在弱噪声下呈现不连续变化，并通过耦合伯格斯方程描述超扩散现象。
2026-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Hydrodynamics of two-dimensional electrons due to scattering by disorder
Ioffe Institute（约费研究所）
针对极低温度下电子 - 电子散射弱却存在巨大负磁阻的难题，本文建立二维电子混合磁输运理论，解释了超高品质 GaAs 量子阱的低温磁输运本质。
2026-09-23 cond-mat.mes-hall
A general fluctuation-response relation for noise variations and its application to driven hydrodynamic experiments
过阻尼扩散系统中噪声幅值变化的影响通过非平衡波动响应关系与其未扰动行为联系起来。该公式也适用于具有与状态无关的非平凡扩散率矩阵的系统，正如我们在两个被困且流体动力学耦合的胶体实验中的应用所示，其中一个受到模拟有效温度的外部随机强迫。这种驱动的变化的能量的非平衡敏感性是我们的配方，它改进了早期的版本，因为它不依赖于时间离散化的随机动力学的一个例子。该方案适用于具有加性噪声的通用系统，并且由于矩阵运算，可以很容易地在数值上实现。
2016-09-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Enhanced photoenergy harvesting and extreme Thomson effect in hydrodynamic electronic systems
当电子-电子相互作用成为主要的散射机制时，材料的热电（TE）特性会发生显著变化。在简并流体动力学区域中，由于违反了Wiedemann-Franz（WF）定律，热导率降低并且变为电子温度的{ \it递减}函数。我们在这里展示了这种特殊的温度依赖性如何引起新的引人注目的TE现象。这些包括TE效率比WF制度增加80倍，稳态温度曲线的急剧定性变化，以及巨大的汤姆逊效应。在石墨烯中，我们在这里特别注意，由于热电势加倍，这些效应被进一步放大。
2019-01-19 cond-mat.mes-hall
Electron hydrodynamics of anomalous Hall materials
我们研究二维电子系统中的流体动力学制度。我们表明，几何Berry曲率修改的有效纳维-斯托克斯方程的粘性电子流在拓扑材料。对于小的电场，霍尔电流变得可以忽略不计相比，粘性纵向电流。在这个制度中，我们突出了一个非常规的Poiffille流与不对称的配置文件和偏离的最大电流从系统的中心。在二维无限几何中，Berry曲率导致电流池和势分布的不对称性。这种现象可以通过测量不对称的非局部电阻曲线来探测。
2020-11-25 cond-mat.mes-hall
Joule heating and electronic Gurzhi effect in hydrodynamic differential transport in an electron liquid
State Key Laboratory of Semiconductor Physics and Chip Technologies, Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Science（中国科学院半导体研究所半导体物理与芯片技术国家重点实验室）；College of Material Science and Opto-Electronic Technology, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学物质科学与光电技术学院）；Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics, Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家研究中心）；Center for Quantum Matters, School of Physics, Zhejiang University（浙江大学物理学院量子物质中心）；CAS Center for Excellence in Topological Quantum Computation, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学拓扑量子计算卓越创新中心）
通过微分电阻研究，发现零磁场下U-turn交流电流环路驱动的非线性输运呈现洛伦兹线型，直流偏置加深输运谷，归因于焦耳热对电子温度的影响，且粘滞电阻率与T^{-2}成正比，与直流电流诱导的电子Gurzhi效应一致。
2026-03-22 cond-mat.mes-hall
Geometric control of universal hydrodynamic flow in a two dimensional electron fluid
流体动力学是现代物理学的基石之一，最近在固体中电子的传输中得到了应用。在大多数固体中，电子输运受外在因素支配，如样品几何形状和杂质散射。然而，在流体动力学机制中，库仑相互作用将电子运动从独立粒子转变为粘性“电子流体”的集体运动。流体粘度是电子系统的固有性质，仅由电子-电子相互作用决定。解析通用特性粘度具有挑战性，因为它仅通过与样品边界的相互作用影响电阻，其粗糙度不仅未知，而且因器件而异。在这里，我们消除了所有的未知参数，通过制造具有光滑侧壁的样品，以实现完美的滑移边界条件，这一直是难以捉摸的分子流体和电子系统。我们设计了设备的几何形状，以创建粘性耗散，并揭示了2D系统的真实内在流体动力学特性。我们观察到一个明确的过渡，从弹道到流体动力学电子运动，由温度和磁场驱动。我们直接测量的粘度和电子-电子散射寿命（费米准粒子寿命）在很宽的温度范围内没有拟合参数，并显示它们有很强的依赖于电子密度，不能解释的传统理论的基础上的随机相位近似。
2021-03-17 cond-mat.mes-hall
Hydrodynamic electron transport and nonlinear waves in graphene
我们推导了石墨烯中无质量费米子集体运动的流体动力学方程组。所得到的方程表明缺乏伽利略和洛伦兹不变性，并包含各种非线性项，由于准相对论性质的载流子。利用这些方程，我们显示了在电子等离子体中形成孤子的可能性门控石墨烯。准相对论效应为孤子振幅设定了上限，这标志着石墨烯与传统半导体不同。等离子体波的频谱在定常流存在下不再服从多普勒频移关系，揭示了流体力学方程的伽利略不变性和洛伦兹不变性的缺失。本文还讨论了直流电在石墨烯通道中激发等离子体波的可能性。
2013-10-19 cond-mat.mes-hall
Hydrodynamic magnetotransport in two-dimensional electron systems with macroscopic obstacles
本文理论上研究了含宏观障碍物样品中粘性电子流体的磁输运，采用流体动力学和准流体动力学两种方法，发现纵向磁阻率为强负值，理论与高质量GaAs量子阱实验数据吻合，证实了流体动力学输运区域的实现。
2023-07-31 cond-mat.mes-hall
Transport signatures of plasmon fluctuations in electron hydrodynamics
该研究聚焦二维电子系统电子流体力学区域的等离激元输运涨落，分析了纯净电子液体中电荷涨落的热诱导机制与等离激元衰减规律，揭示了双层器件中等离激元共振增强拖曳电阻的效应，并给出非伽利略不变系统中耗散系数涨落贡献的流体力学描述方法。
2023-11-04 cond-mat.mes-hall
No-slip boundary conditions for electron hydrodynamics and the thermal Casimir pressure
我们推导出修正后的反射系数在太赫兹和远红外范围的电磁波。这个想法是基于金属传导电子的流体动力学边界条件。计算了金属板间Casimir压力随温度变化的部分。结果应该阐明的“热异常”的测量偏离标准波动电动力学导电金属。
2021-04-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Thomas-Fermi-Dirac-von Weizsacker hydrodynamics in laterally modulated electronic systems
本文研究了具有任意横向电荷密度调制的二维电子气的集体等离子体激发。的动力学是制定使用以前开发的流体动力学理论的基础上的Escheras-Fermi-Dirac-von Weizsacker近似。在这种方法中，在一个一致的方式处理的周期性调制的电子气的平衡和动力学性质。我们特别注意的演变的集体激发的系统经历的过渡，从理想的二维极限的高度本地化的一维极限。我们还计算了在长波长极限的功率吸收，以说明调制的影响，探测模式的远红外（FIR）透射光谱。
1998-08-06 cond-mat.mes-hall
Vortical currents and reciprocal relations for transport coefficients in the electron hydrodynamic regime
本研究针对动量守恒电子-电子散射金属的流体力学区域，通过半经典方法发现含贝里曲率时速度场梯度带来电荷与热流反常贡献，且相关系数满足独立于标准Onsager关系的新型互易关系，还推导了贝里曲率对应力磁化张量的贡献。
2025-05-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Hydrodynamic theory of thermoelectric transport and negative magnetoresistance in Weyl semimetals
本文提出了弱无序Weyl半金属中的热电输运理论，其中电子-电子散射时间比电子-杂质散射时间快。我们的流体动力学理论由相对论流体在每个外尔节点，耦合在一起的微扰小谷间散射，和远程库仑相互作用。我们的理论的电导率矩阵是Onsager倒数和半正定的。除了通常的轴向异常，我们占一个独特的，轴向重力异常的影响，预计将存在于外尔半金属。负热磁电阻是一个尖锐的，实验上可以获得的这种轴向重力异常的签名，甚至超过了流体动力学的限制。
2016-08-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Hydrodynamic Coulomb drag in odd electron liquids
研究了自发破缺时间反演对称性的奇电子液体双层中的 Coulomb 拖拽电阻问题，发现拖拽电阻率取决于流体的无耗散奇黏性，并提出了适用于奇电子液体的流体动力学涨落一般理论。
2025-07-01 cond-mat.mes-hall
Hydrodynamic electron transport near charge neutrality
我们发展了长程无序势中的流体动力学电子输运理论，其中底层的电子液体缺乏伽利略不变性。对于弱无序，我们用电子液体的内禀动力学系数和无序势的关联函数来表示系统的输运系数。我们应用这些结果来分析石墨烯器件的输运系数的掺杂和温度依赖性。我们发现，在电荷中性，长程无序增加了系统的电导率高于固有值。增强产生的主要是由局部偏离电荷中性引起的涡旋流体动力学流动。它的大小与电子液体的剪切粘度成反比，并且与无序相关半径的平方成比例。这与远离电荷中性的情况有质的不同。在这种情况下，流动主要是潜在的，并产生负的粘性贡献的电导率，这是成比例的剪切粘度和体积粘度的总和，并成反比的无序相关半径的平方。
2020-08-10 cond-mat.mes-hall
