Nature.com сайтына кіргеніңіз үшін рахмет.Сіз шектеулі CSS қолдауы бар шолғыш нұсқасын пайдаланып жатырсыз.Ең жақсы тәжірибе үшін жаңартылған шолғышты пайдалануды ұсынамыз (немесе Internet Explorer шолғышында үйлесімділік режимін өшіріңіз).Оған қоса, тұрақты қолдауды қамтамасыз ету үшін біз сайтты стильсіз және JavaScriptсіз көрсетеміз.
Атомдық конфигурациялардың корреляциясы, әсіресе аморфты қатты денелердің қасиеттерімен бұзылу дәрежесі (DOD) үш өлшемді өлшемдегі атомдардың нақты орындарын анықтау қиындығына байланысты материалтану және конденсацияланған заттар физикасы үшін маңызды қызығушылық тудырады. құрылымдар1,2,3,4., Ескі жұмбақ, 5. Осы мақсатта 2D жүйелері барлық атомдарды тікелей көрсетуге мүмкіндік беру арқылы құпияны түсінуді қамтамасыз етеді 6,7.Лазерлік тұндыру арқылы өсірілген көміртегінің аморфты моноқабатының (АМС) тікелей кескіні кездейсоқ желі теориясына негізделген шыны тәрізді қатты денелердегі кристаллиттер туралы заманауи көзқарасты қолдайтын атомдық конфигурация мәселесін шешеді8.Дегенмен, атом масштабының құрылымы мен макроскопиялық қасиеттер арасындағы себепті байланыс анық емес.Мұнда өсу температурасын өзгерту арқылы AMC жұқа қабықшаларындағы DOD және өткізгіштіктің оңай бапталуы туралы хабарлаймыз.Атап айтқанда, пиролиздің шекті температурасы орташа ретті секірістердің (MRO) ауыспалы диапазоны бар өткізгіш AMC өсіру үшін шешуші болып табылады, ал температураны 25 ° C жоғарылату AMCs MRO-ны жоғалтады және электр оқшаулағыш болады, бұл парақтың кедергісін арттырады материал 109 есе.Үздіксіз кездейсоқ желілерге енгізілген өте бұрмаланған нанокристаллиттерді визуализациялаудан басқа, атомдық рұқсатты электронды микроскопия MRO және температураға тәуелді нанокристаллит тығыздығының болуын/жоқтығын анықтады, DOD жан-жақты сипаттамасы үшін ұсынылған екі реттік параметр.Сандық есептеулер микроқұрылымды электрлік қасиеттермен тікелей байланыстыра отырып, өткізгіштік картасын осы екі параметрдің функциясы ретінде белгіледі.Біздің жұмысымыз аморфты материалдардың құрылымы мен қасиеттері арасындағы байланысты іргелі деңгейде түсінуге бағытталған маңызды қадам болып табылады және екі өлшемді аморфты материалдарды пайдаланатын электрондық құрылғыларға жол ашады.
Осы зерттеуде жасалған және/немесе талданған барлық сәйкес деректер орынды сұрау бойынша тиісті авторлардан қол жетімді.
Код GitHub сайтында қолжетімді (https://github.com/vipandyc/AMC_Monte_Carlo; https://github.com/ningustc/AMCProcessing).
Sheng, HW, Luo, VK, Alamgir, FM, Bai, JM және Ma, E. Атомдық орау және металл көзілдіріктердегі қысқа және орташа тәртіп.Табиғат 439, 419–425 (2006).
Грир, AL, Физикалық металлургияда, 5-ші басылым.(ред. Laughlin, DE және Hono, K.) 305–385 (Elsevier, 2014).
Ju, WJ және т.б.Үздіксіз қатайтатын көміртекті моноқабатты жүзеге асыру.ғылым.Кеңейтілген 3, e1601821 (2017).
Toh, KT et al.Аморфты көміртегінің өздігінен тұратын моноқабатының синтезі және қасиеттері.Табиғат 577, 199–203 (2020).
Schorr, S. & Weidenthaler, K. (eds.) Материалтанудағы кристаллография: құрылым-меншік қатынастарынан инженерияға дейін (Де Грюйтер, 2021).
Yang, Y. et al.Аморфты қатты денелердің үш өлшемді атомдық құрылымын анықтаңыз.Табиғат 592, 60–64 (2021).
Котакоски Дж., Крашенинников А.В., Кайзер В. және Мейер Дж.К. Графендегі нүктелік ақаулардан екі өлшемді аморфты көміртегіге дейін.физика.Реверенд Райт.106, 105505 (2011 ж.).
Эдер Ф.Р., Котакоски Дж., Кайзер В. және Мейер Дж.К. Тәртіптен тәртіпсіздікке апаратын жол — атом бойынша графеннен 2D көміртегі шынысына дейін.ғылым.4-үй, 4060 (2014 ж.).
Хуан, П.Ю.т.б.2D кремний әйнегіндегі атомды қайта құрудың визуализациясы: силикагель биін қараңыз.Ғылым 342, 224–227 (2013).
Ли Х. және т.б.Мыс фольгадағы жоғары сапалы және біркелкі үлкен аумақты графен пленкаларының синтезі.Ғылым 324, 1312–1314 (2009).
Рейна, А. және т.б.Химиялық буларды тұндыру арқылы еркін субстраттарда төмен қабатты, үлкен аумақты графен пленкаларын жасаңыз.Нанолет.9, 30–35 (2009).
Нандамури Г., Румимов С. және Соланки Р. Графен жұқа қабықшаларының химиялық бумен тұндыру.Нанотехнология 21, 145604 (2010).
Кай, Дж. және т.б.Атомдық дәлдіктің жоғарылауы арқылы графен наноленталарын жасау.Табиғат 466, 470–473 (2010).
Kolmer M. және т.б.Тікелей металл оксидтерінің бетінде атомдық дәлдіктегі графен наноленталарының рационалды синтезі.Ғылым 369, 571–575 (2020).
Язиев О.В. Графен наноленталарының электрондық қасиеттерін есептеу бойынша нұсқаулық.сақтау химиясы.сақтау ыдысы.46, 2319–2328 (2013).
Джанг, Дж. және т.б.Атмосфералық қысымды химиялық буларды тұндыру арқылы бензолдан қатты графен қабықшаларының төмен температурада өсуі.ғылым.5-үй, 17955 (2015 ж.).
Чой, Дж.Х. және т.б.Лондон дисперсиясының күшеюіне байланысты мысдағы графеннің өсу температурасының айтарлықтай төмендеуі.ғылым.3-үй, 1925 (2013).
Ву, Т. және т.б.Галогендерді тұқым тұқымдары ретінде енгізу арқылы төмен температурада синтезделген үздіксіз графен пленкалары.Наноөлшем 5, 5456–5461 (2013).
Чжан, ПФ және т.б.Әртүрлі BN бағдарлары бар бастапқы B2N2-перилендер.Энджи.Химиялық.ішкі ред.60, 23313–23319 (2021 ж.).
Malar, LM, Pimenta, MA, Dresselhaus, G. және Dresselhaus, MS Raman спектроскопиясы графендегі.физика.Өкіл 473, 51–87 (2009).
Egami, T. & Billinge, SJ Beneath the Bragg Peaks: Күрделі материалдардың құрылымдық талдауы (Elsevier, 2003)。
Сю, З. және т.б.In situ TEM электр өткізгіштігін, химиялық қасиеттерін және графен оксидінен графенге дейінгі байланыс өзгерістерін көрсетеді.ACS Nano 5, 4401–4406 (2011).
Wang, WH, Dong, C. & Shek, CH Көлемді металл көзілдіріктер.алма матер.ғылым.жоба.R Реп. 44, 45–89 (2004).
Мотт НФ және Дэвис EA Аморфты материалдардағы электронды процестер (Oxford University Press, 2012).
Kaiser AB, Gomez-Navarro C., Sundaram RS, Burghard M. and Kern K. Химиялық жолмен алынған графен моноқабаттарындағы өткізгіштік механизмдері.Нанолет.9, 1787–1792 (2009).
Амбегаокар В., Гальперин Б.И., Лангер Дж.С. Ретсіз жүйелердегі секіру өткізгіштігі.физика.Ред.B 4, 2612–2620 (1971).
Капко В., Драболд Д.А., Торп М.Ф. Аморфты графеннің шынайы моделінің электронды құрылымы.физика.State Solidi B 247, 1197–1200 (2010).
Thapa, R., Ugwumadu, C., Nepal, K., Trembly, J. & Drabold, DA Ab initio аморфты графитті модельдеу.физика.Реверенд Райт.128, 236402 (2022 ж.).
Мотт, Аморфты материалдардағы өткізгіштік NF.3. Псевдогапта және өткізгіштік және валенттілік белдеулерінің ұштарына жақын орналасқан локализацияланған күйлер.философ.маг.19, 835–852 (1969).
Туан ДВ және т.б.Аморфты графен пленкаларының оқшаулау қасиеттері.физика.Ревизия B 86, 121408(R) (2012).
Ли, Ю., Инам, Ф., Кумар, А., Торп, МФ және Драболд, DA Аморфты графен парағындағы бесбұрышты қатпарлар.физика.State Solidi B 248, 2082–2086 (2011).
Лю, Л. және т.б.Графен қабырғаларымен өрнектелген екі өлшемді алтыбұрышты бор нитридінің гетероэпитаксиалды өсуі.Ғылым 343, 163–167 (2014).
Имада И., Фухимори А. және Токура Ю. Металл-изолятордың ауысуы.Priest Mod.физика.70, 1039–1263 (1998).
Siegrist T. және т.б.Фазалық ауысумен кристалдық материалдардағы бұзылыстың локализациясы.Ұлттық алма матер.10, 202–208 (2011).
Криванек, ОЛ және т.б.Қараңғы өрісте сақиналы электронды микроскопияны қолдану арқылы атом бойынша құрылымдық және химиялық талдау.Табиғат 464, 571–574 (2010).
Kress, G. және Furtmüller, J. Жазық толқындық базалық жиынтықтарды пайдаланып ab initio жалпы энергияны есептеу үшін тиімді итеративті схема.физика.Ред.B 54, 11169–11186 (1996).
Kress, G. және Joubert, D. Ультра жұмсақ псевдопотенциалдардан проекторды күшейту арқылы толқындық әдістерге дейін.физика.Ред.B 59, 1758–1775 (1999).
Perdue, JP, Burke, C., and Ernzerhof, M. Жалпыланған градиент жуықтаулары жеңілдетілді.физика.Реверенд Райт.77, 3865–3868 (1996).
Grimme S., Anthony J., Erlich S., and Krieg H. 94-элементтік H-Pu тығыздық функционалдық дисперсиясын түзетудің (DFT-D) дәйекті және дәл бастапқы параметрі.J. Химия.физика.132, 154104 (2010 ж.).
Бұл жұмыс Қытайдың Ұлттық негізгі ҒЗТКЖ бағдарламасымен (2021YFA1400500, 2018YFA0305800, 2019YFA0307800, 2020YFF01014700, 2017YFA0206300), Қытайдың Ұлттық жаратылыстану ғылымдары қоры 13712, 13715 4001, 22075001, 11974024, 11874359, 92165101, 11974388, 51991344) , Бейжің жаратылыстану ғылымдары қоры (2192022, Z190011), Бейжіңдегі көрнекті жас ғалым бағдарламасы (BJJWZYJH01201914430039), Гуандун провинциясының негізгі аймақтық зерттеу және дамыту бағдарламасы (2019B010934001), Chinese Programs G03001, Academy Strategy , және Қытай ғылым академиясы Негізгі ғылыми зерттеулердің шекаралық жоспары (QYZDB-SSW-JSC019).JC Қытайдың Бейжің Жаратылыстану Қорына (JQ22001) қолдау көрсеткені үшін алғыс білдіреді.LW Қытай ғылым академиясының (2020009) Жастар инновациясын алға жылжыту қауымдастығына көрсеткен қолдауы үшін алғысын білдіреді.Жұмыстың бір бөлігі Аньхой провинциясының жоғары магнит өрісі зертханасының қолдауымен Қытай ғылым академиясының жоғары магнит өрісі зертханасының тұрақты күшті магнит өрісі құрылғысында жүргізілді.Есептеу ресурстарын Пекин университетінің суперкомпьютер платформасы, Шанхай суперкомпьютер орталығы және Тяньхэ-1А суперкомпьютері қамтамасыз етеді.
Авторы внесли равный вклад: Хуйфэн Тиан, Инханг Ма, Чжэнцзян Ли, Моуянг Ченг, Шоуконг Нин.
Хуэйфэн Тянь, Чжэнцзянь Ли, Цзюйчэ Ли, ПэйЧи Ляо, Шулей Ю, Шичжуо Лю, Ифэй Ли, Синью Хуан, Чжисин Яо, Ли Лин, Сяосюй Чжао, Тинг Лэй, Янфэн Чжан, Янлун Хоу және Лей Лю
Физика мектебі, вакуумдық физиканың негізгі зертханасы, Қытай ғылым академиясы университеті, Пекин, Қытай
Материалтану және инженерия кафедрасы, Сингапур Ұлттық университеті, Сингапур, Сингапур
Пекин Ұлттық Молекулярлық ғылымдар зертханасы, Химия және молекулалық инженерия мектебі, Пекин университеті, Бейжің, Қытай
Конденсацияланған заттар физикасының Пекин ұлттық зертханасы, Физика институты, Қытай ғылым академиясы, Бейжің, Қытай