Ukiukaji katika monolayer ya kaboni ya amofasi hurekebisha conductivity ya umeme

Asante kwa kutembelea Nature.com.Unatumia toleo la kivinjari lenye uwezo mdogo wa kutumia CSS.Kwa matumizi bora zaidi, tunapendekeza utumie kivinjari kilichosasishwa (au uzime Hali ya Upatanifu katika Internet Explorer).Kwa kuongeza, ili kuhakikisha usaidizi unaoendelea, tunaonyesha tovuti bila mitindo na JavaScript.
Uunganisho wa usanidi wa atomiki, haswa kiwango cha shida (DOD) ya yabisi ya amofasi na mali, ni eneo muhimu la kupendezwa na sayansi ya nyenzo na fizikia ya vitu vilivyofupishwa kwa sababu ya ugumu wa kuamua nafasi halisi za atomi katika pande tatu. miundo1,2,3,4., Siri ya zamani, 5. Kwa kusudi hili, mifumo ya 2D hutoa ufahamu katika fumbo kwa kuruhusu atomi zote kuonyeshwa moja kwa moja 6,7.Upigaji picha wa moja kwa moja wa safu ya amofasi ya kaboni (AMC) inayokuzwa na uwekaji wa leza hutatua tatizo la usanidi wa atomiki, ikisaidia mwonekano wa kisasa wa fuwele katika vioo vikali kulingana na nadharia ya mtandao nasibu8.Walakini, uhusiano wa sababu kati ya muundo wa kiwango cha atomiki na sifa za jumla bado hauko wazi.Hapa tunaripoti urekebishaji rahisi wa DOD na uboreshaji katika filamu nyembamba za AMC kwa kubadilisha halijoto ya ukuaji.Hasa, joto la kizingiti cha pyrolysis ni muhimu kwa kukua AMC za conductive na aina mbalimbali za kuruka kwa utaratibu wa kati (MRO), wakati kuongeza joto kwa 25 ° C husababisha AMCs kupoteza MRO na kuwa kuhami umeme, na kuongeza upinzani wa karatasi. nyenzo mara 109.Mbali na kuibua nanocrystallites potofu sana zilizopachikwa katika mitandao ya nasibu inayoendelea, hadubini ya elektroni ya azimio la atomiki ilifichua uwepo/kutokuwepo kwa MRO na msongamano wa nanocrystallite unaotegemea halijoto, vigezo viwili vya mpangilio vilivyopendekezwa kwa maelezo ya kina ya DOD.Hesabu za nambari zilianzisha ramani ya upitishaji kama kazi ya vigezo hivi viwili, vinavyohusiana moja kwa moja muundo mdogo na sifa za umeme.Kazi yetu inawakilisha hatua muhimu kuelekea kuelewa uhusiano kati ya muundo na mali ya nyenzo za amofasi katika kiwango cha msingi na hutengeneza njia ya vifaa vya elektroniki vinavyotumia nyenzo za amofasi za pande mbili.
Data zote muhimu zinazozalishwa na/au kuchambuliwa katika utafiti huu zinapatikana kutoka kwa waandishi husika kwa ombi linalofaa.
Nambari ya kuthibitisha inapatikana kwenye GitHub (https://github.com/vipandyc/AMC_Monte_Carlo; https://github.com/ningustc/AMCProcessing).
Sheng, HW, Luo, VK, Alamgir, FM, Bai, JM na Ma, E. Ufungashaji wa atomiki na mpangilio mfupi na wa kati katika glasi za metali.Nature 439, 419–425 (2006).
Greer, AL, katika Physical Metallurgy, toleo la 5.(eds. Laughlin, DE na Hono, K.) 305–385 (Elsevier, 2014).
Ju, WJ na wengine.Utekelezaji wa safu ya monolayer ya kaboni inayoendelea ugumu.sayansi.Iliyoongezwa 3, e1601821 (2017).
Toh, KT na wengine.Awali na mali ya monolayer ya kujitegemea ya kaboni ya amofasi.Nature 577, 199–203 (2020).
Schorr, S. & Weidenthaler, K. (wahariri.) Fuwele katika Sayansi ya Nyenzo: Kutoka kwa Mahusiano ya Muundo-Mali hadi Uhandisi (De Gruyter, 2021).
Yang, Y. na wengine.Amua muundo wa atomiki wa pande tatu wa mango ya amofasi.Nature 592, 60–64 (2021).
Kotakoski J., Krasheninnikov AV, Kaiser W. na Meyer JK Kutoka kasoro za uhakika katika graphene hadi kaboni ya amofasi ya pande mbili.fizikia.Mchungaji Wright.106, 105505 (2011).
Eder FR, Kotakoski J., Kaiser W., na Meyer JK Njia kutoka kwa mpangilio hadi kwenye machafuko—atomi kwa atomi kutoka kwa graphene hadi kioo cha kaboni cha P2.sayansi.Nyumba 4, 4060 (2014).
Huang, P.Yu.na wengine.Taswira ya upangaji upya wa atomiki katika kioo cha silika cha P2: tazama densi ya jeli ya silika.Sayansi 342, 224–227 (2013).
Lee H. et al.Muundo wa filamu za ubora wa juu na sare za eneo kubwa za graphene kwenye foil ya shaba.Sayansi 324, 1312–1314 (2009).
Reina, A. et al.Unda filamu za safu ya chini, za eneo kubwa za graphene kwenye substrates za kiholela kwa uwekaji wa mvuke wa kemikali.Nanolet.9, 30–35 (2009).
Nandamuri G., Rumimov S. na Solanki R. Uwekaji wa mvuke wa kemikali wa filamu nyembamba za graphene.Nanoteknolojia 21, 145604 (2010).
Kai, J. na wengine.Utengenezaji wa nanoriboni za graphene kwa kupanda kwa usahihi wa atomiki.Asili 466, 470–473 (2010).
Kolmer M. et al.Usanisi wa kimantiki wa nanoriboni za graphene za usahihi wa atomiki moja kwa moja kwenye uso wa oksidi za chuma.Sayansi 369, 571–575 (2020).
Miongozo ya Yaziev OV ya kuhesabu mali ya elektroniki ya nanoribbons ya graphene.kemia ya uhifadhi.tank ya kuhifadhi.46, 2319–2328 (2013).
Jang, J. na wengine.Ukuaji wa halijoto ya chini ya filamu dhabiti za graphene kutoka kwa benzini kwa uwekaji wa mvuke wa kemikali ya shinikizo la angahewa.sayansi.Nyumba 5, 17955 (2015).
Choi, JH na wengine.Kupungua kwa kiasi kikubwa kwa halijoto ya ukuaji wa graphene kwenye shaba kutokana na kuimarishwa kwa nguvu ya mtawanyiko wa London.sayansi.Nyumba 3, 1925 (2013).
Wu, T. et al.Filamu Zinazoendelea za Graphene Zilizoundwa kwa Halijoto ya Chini kwa Kuanzisha Halojeni kama Mbegu za Mbegu.Nanoscale 5, 5456–5461 (2013).
Zhang, PF na wengine.B2N2-perilini ya awali yenye mielekeo tofauti ya BN.Angie.Kemikali.Mh.60, 23313–23319 (2021).
Malar, LM, Pimenta, MA, Dresselhaus, G. na Dresselhaus, MS Raman spectroscopy katika graphene.fizikia.Mwakilishi 473, 51–87 (2009).
Egami, T. & Billinge, SJ Beneath the Bragg Peaks: Uchambuzi wa Kimuundo wa Nyenzo Changamano (Elsevier, 2003).
Xu, Z. et al.In situ TEM inaonyesha upitishaji umeme, sifa za kemikali, na mabadiliko ya dhamana kutoka kwa oksidi ya graphene hadi graphene.ACS Nano 5, 4401–4406 (2011).
Wang, WH, Dong, C. & Shek, CH Miwani ya metali ya Volumetric.alma mater.sayansi.mradi.R Rep. 44, 45–89 (2004).
Mott NF na Davis EA Electronic Processes in Amorphous Materials (Oxford University Press, 2012).
Kaiser AB, Gomez-Navarro C., Sundaram RS, Burghard M. na Kern K. Mitambo ya upitishaji katika tabaka moja za grafiti zilizotolewa kwa kemikali.Nanolet.9, 1787–1792 (2009).
Ambegaokar V., Galperin BI, Langer JS Hopping conduction katika mifumo iliyoharibika.fizikia.Mh.B 4, 2612–2620 (1971).
Kapko V., Drabold DA, Thorp MF Muundo wa kielektroniki wa mfano halisi wa graphene ya amofasi.fizikia.Jimbo Solidi B 247, 1197–1200 (2010).
Thapa, R., Ugwumadu, C., Nepal, K., Trembly, J. & Drabold, DA Ab initio uundaji wa grafiti amofasi.fizikia.Mchungaji Wright.128, 236402 (2022).
Mott, Uendeshaji katika Nyenzo za Amofasi NF.3. Majimbo ya ndani katika pseudogap na karibu na ncha za bendi za uendeshaji na valence.mwanafalsafa.mag.19, 835–852 (1969).
Tuan DV et al.Tabia za kuhami za filamu za graphene za amorphous.fizikia.Marekebisho B 86, 121408(R) (2012).
Lee, Y., Inam, F., Kumar, A., Thorp, MF na Drabold, DA Pentagonal hukunja kwenye karatasi ya graphene ya amofasi.fizikia.Jimbo Solidi B 248, 2082–2086 (2011).
Liu, L. et al.Ukuaji wa heteroepitaxial wa nitridi ya boroni yenye mwelekeo-mbili yenye muundo wa mbavu za graphene.Sayansi 343, 163–167 (2014).
Imada I., Fujimori A. na Tokura Y. Mpito wa kizio cha chuma.Kuhani Mod.fizikia.70, 1039–1263 (1998).
Siegrist T. et al.Ujanibishaji wa shida katika nyenzo za fuwele na mpito wa awamu.Alma mater wa kitaifa.10, 202–208 (2011).
Krivanek, OL na wengine.Uchambuzi wa kimuundo na kemikali wa chembe kwa atomi kwa kutumia hadubini ya elektroni ya pete katika uwanja wa giza.Asili 464, 571–574 (2010).
Kress, G. na Furtmüller, J. Mpango mzuri wa kurudia kwa ab initio jumla ya hesabu ya nishati kwa kutumia seti za msingi za mawimbi ya ndege.fizikia.Mh.B 54, 11169–11186 (1996).
Kress, G. na Joubert, D. Kutoka kwa uwezekano bandia wa ultrasoft hadi mbinu za mawimbi na ukuzaji wa projekta.fizikia.Mh.B 59, 1758–1775 (1999).
Perdue, JP, Burke, C., na Ernzerhof, M. Makadirio ya upinde rangi ya jumla yamerahisishwa.fizikia.Mchungaji Wright.77, 3865–3868 (1996).
Grimme S., Anthony J., Erlich S., na Krieg H. Urekebishaji thabiti na sahihi wa awali wa urekebishaji wa tofauti za utendaji wa msongamano (DFT-D) wa kipengele cha 94 cha H-Pu.J. Kemia.fizikia.132, 154104 (2010).
Kazi hii iliungwa mkono na Mpango wa Kitaifa wa R&D Muhimu wa Uchina (2021YFA1400500, 2018YFA0305800, 2019YFA0307800, 2020YFF01014700, 2017YFA0206300), Taasisi ya Kitaifa ya Sayansi ya Asili 2018 51 Uchina 2018 001, 22075001, 11974024, 11874359, 92165101, 11974388, 51991344) , Beijing Natural Science Foundation (2192022, Z190011), Beijing Distinguished Young Scientist Programme (BJJWZYJH01201914430039), Guangdong Provincial Key Area Research and Development Programme (2019B010934001), Chinese Academy of Sciences Grant000 Grant, Chinese Academy of Sciences Grant003 Mpango wa Frontier wa Utafiti Muhimu wa kisayansi (QYZDB-SSW-JSC019).JC anashukuru Beijing Natural Science Foundation of China (JQ22001) kwa usaidizi wao.LW anashukuru Chama cha Kukuza Ubunifu wa Vijana cha Chuo cha Sayansi cha China (2020009) kwa usaidizi wao.Sehemu ya kazi hiyo ilifanywa katika kifaa chenye nguvu cha uga sumaku thabiti cha Maabara ya Uga wa Juu wa Sumaku ya Chuo cha Sayansi cha China kwa msaada wa Maabara ya Uga wa Magnetic wa Mkoa wa Anhui.Rasilimali za kompyuta hutolewa na jukwaa la kompyuta kuu la Chuo Kikuu cha Peking, kituo cha kompyuta cha juu cha Shanghai na kompyuta kuu ya Tianhe-1A.
Эти авторы внесли равный вклад: Huifeng Tian, ​​Yinhang Ma, Zhenjiang Li, Mouyang Cheng, Shoucong Ning.
Huifeng Tian, ​​​​Zhenjian Li, Juijie Li, PeiChi Liao, Shulei Yu, Shizhuo Liu, Yifei Li, Xinyu Huang, Zhixin Yao, Li Lin, Xiaoxui Zhao, Ting Lei, Yanfeng Zhang, Yanlong Hou na Lei Liu
Shule ya Fizikia, Maabara muhimu ya Fizikia ya Ombwe, Chuo Kikuu cha Chuo cha Sayansi cha China, Beijing, Uchina
Idara ya Sayansi ya Nyenzo na Uhandisi, Chuo Kikuu cha Kitaifa cha Singapore, Singapore, Singapore
Maabara ya Kitaifa ya Beijing ya Sayansi ya Molekuli, Shule ya Kemia na Uhandisi wa Molekuli, Chuo Kikuu cha Peking, Beijing, Uchina
Maabara ya Kitaifa ya Beijing ya Fizikia iliyofupishwa, Taasisi ya Fizikia, Chuo cha Sayansi cha China, Beijing, Uchina


Muda wa posta: Mar-02-2023
  • wechat
  • wechat