导电材料通常表现出扩散或弹道电荷传输性质。当电子-电子相互作用占主导地位时，会出现具有粘性电荷流的流体动力学状态。在更严格的条件下最终会产生一个量子临界的狄拉克流体状态，其电子热可以比电荷更高效地流动。然而，迄今为止，在室温下观察和控制流体动力学状态下电子热的流动仍然难以实现。近日，西班牙加泰罗尼亚纳米科学与纳米技术研究所Klaas-Jan Tielrooij等观察到了石墨烯在扩散和流体动力学状态下的热传输，并报道了在室温下以载流子温度和载流子密度作为控制旋钮向狄拉克流体状态的可控转变。

本文要点：

1）作者通过具有飞秒时间和纳米空间分辨率的时空热电显微镜技术，该技术可跟踪电子热扩散，来观察石墨烯在扩散和流体动力学状态下的热传输。

2）在扩散区，作者发现热扩散率大约为 2,000 cm² s⁻¹，与电荷传输一致。此外，在动量弛豫之前的流体动力学时间窗口内，作者观察到与高达 70,000 cm² s^-1 的大扩散率相对应的热扩散，表明其是狄拉克流体。

该工作为进一步探索这些有趣的物理现象及其在纳米级热管理中的潜在应用提供了可能性。

Alexander Block, et al. Observation of giant and tunable thermal diffusivity of a Dirac fluid at room temperature. Nat. Nanotechnol., 2021

DOI: 10.1038/s41565-021-00957-6

https://www.nature.com/articles/s41565-021-00957-6