近日，量子所赵斯文副研究员、柳璎珈博士等人在二维电子体系相互作用研究方面取得新进展，实现了非对称库仑拖拽实现电子压缩率高温探测。

库仑拖拽（Coulomb Drag）是指在两个空间上相互隔离但距离极近的导电层中，当电流在其中一层流动时，可通过长程库仑相互作用在另一层诱导出电压或电流的现象。该效应不依赖粒子直接隧穿，而是源于电子之间的动量与能量交换，因此被广泛用作研究电子-电子相互作用、集体激发以及多体效应的重要实验手段。

本工作围绕二维体系中电子可压缩性（电子压缩率刻画的是电子体系中，化学势随载流子密度变化的响应，即加入额外电子的能量成本如何随密度演化）这一关键物理量，提出并验证了一种基于非对称双层结构的间接探测方法。我们构建了由单层石墨烯与双层二硫化钼组成的范德华异质结，通过约3 nm的六方氮化硼绝缘层实现电学隔离与强库仑耦合。在该体系中，由于两层在有效质量与费米温度上的显著差异，MoS₂层在较高温度下呈现近似恒定的电子可压缩性，从而作为100 K温区对石墨烯电子结构变化高度敏感的“转导层”。

图1 单层石墨烯与双层二硫化钼组成的库仑拖拽体系。

实验结果表明，在较高温度及中等磁场条件下，拖拽信号中仍可清晰分辨出与石墨烯朗道量子化相关的振荡特征，而这些信息在传统输运测量中已难以观测。进一步的温度与载流子密度依赖研究表明，该体系在一定参数区间内符合费米液体行为，并呈现出增强的层间动量耦合效应。该研究表明，非对称库仑拖拽可作为一种有效的压缩率谱学手段，为在复杂条件下探测二维量子现象提供了新的实验路径，并为设计基于相互作用效应的器件提供了物理依据。

图2 非对称库仑拖拽实现电子压缩率的高温探测。

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https://www.nature.com/articles/s41467-026-69086-9