Faleminderit që vizituat Nature.com.Ju jeni duke përdorur një version të shfletuesit me mbështetje të kufizuar CSS.Për përvojën më të mirë, ju rekomandojmë të përdorni një shfletues të përditësuar (ose çaktivizoni modalitetin e përputhshmërisë në Internet Explorer).Përveç kësaj, për të siguruar mbështetje të vazhdueshme, ne e shfaqim sajtin pa stile dhe JavaScript.
Korrelacioni i konfigurimeve atomike, veçanërisht shkalla e çrregullimit (DOD) të trupave të ngurtë amorfë me vetitë, është një fushë e rëndësishme interesi në shkencën e materialeve dhe fizikën e lëndës së kondensuar për shkak të vështirësisë së përcaktimit të pozicioneve të sakta të atomeve në tredimensionale. strukturat1,2,3,4., Një mister i vjetër, 5. Për këtë qëllim, sistemet 2D ofrojnë një pasqyrë të misterit duke lejuar që të gjithë atomet të shfaqen drejtpërdrejt 6,7.Imazhi i drejtpërdrejtë i një shtrese amorfe të karbonit (AMC) të rritur nga depozitimi lazer zgjidh problemin e konfigurimit atomik, duke mbështetur pamjen moderne të kristaliteve në trupat e ngurtë të qelqtë bazuar në teorinë e rrjetit të rastësishëm8.Megjithatë, lidhja shkakësore midis strukturës së shkallës atomike dhe vetive makroskopike mbetet e paqartë.Këtu raportojmë akordim të lehtë të DOD dhe përçueshmërisë në filmat e hollë AMC duke ndryshuar temperaturën e rritjes.Në veçanti, temperatura e pragut të pirolizës është thelbësore për rritjen e AMC-ve përçuese me një gamë të ndryshueshme kërcimesh të rendit të mesëm (MRO), ndërsa rritja e temperaturës me 25°C bën që AMC-të të humbasin MRO dhe të bëhen izolues elektrik, duke rritur rezistencën e fletës. material në 109 herë.Përveç vizualizimit të nanokristalitëve shumë të shtrembëruar të ngulitur në rrjete të rastësishme të vazhdueshme, mikroskopi elektronik me rezolucion atomik zbuloi praninë/mungesën e MRO dhe densitetit të nanokristalitit të varur nga temperatura, dy parametra të rendit të propozuar për një përshkrim gjithëpërfshirës të DOD.Llogaritjet numerike vendosën hartën e përçueshmërisë si funksion i këtyre dy parametrave, duke lidhur drejtpërdrejt mikrostrukturën me vetitë elektrike.Puna jonë përfaqëson një hap të rëndësishëm drejt kuptimit të marrëdhënies midis strukturës dhe vetive të materialeve amorfe në një nivel themelor dhe hap rrugën për pajisjet elektronike që përdorin materiale amorfe dydimensionale.
Të gjitha të dhënat përkatëse të krijuara dhe/ose të analizuara në këtë studim janë në dispozicion nga autorët përkatës me kërkesë të arsyeshme.
Kodi është i disponueshëm në GitHub (https://github.com/vipandyc/AMC_Monte_Carlo; https://github.com/ningustc/AMCProcessing).
Sheng, HW, Luo, VK, Alamgir, FM, Bai, JM dhe Ma, E. Paketim atomik dhe porosi të shkurtër dhe të mesme në gota metalike.Nature 439, 419–425 (2006).
Greer, AL, në Metalurgji fizike, botimi i 5-të.(eds. Laughlin, DE dhe Hono, K.) 305–385 (Elsevier, 2014).
Ju, WJ et al.Zbatimi i një shtrese karboni me forcim të vazhdueshëm.shkenca.Zgjeruar 3, e1601821 (2017).
Toh, KT et al.Sinteza dhe vetitë e një shtrese vetëmmbështetëse të karbonit amorf.Nature 577, 199–203 (2020).
Schorr, S. & Weidenthaler, K. (eds.) Kristalografia në Shkencën e Materialeve: Nga Marrëdhëniet Strukturë-Pronësi në Inxhinieri (De Gruyter, 2021).
Yang, Y. et al.Përcaktoni strukturën atomike tredimensionale të trupave të ngurtë amorfe.Nature 592, 60–64 (2021).
Kotakoski J., Krasheninnikov AV, Kaiser W. dhe Meyer JK Nga defektet e pikës në grafen tek karboni amorf dydimensional.fizikës.Reverend Wright.106, 105505 (2011).
Eder FR, Kotakoski J., Kaiser W., dhe Meyer JK Rruga nga rendi në çrregullim - atom pas atomi nga grafeni në xhamin e karbonit 2D.shkenca.Shtëpia 4, 4060 (2014).
Huang, P.Yu.et al.Vizualizimi i rirregullimit atomik në gotë silicë 2D: shikoni kërcimin me xhel silicë.Science 342, 224–227 (2013).
Lee H. et al.Sinteza e filmave të grafenit me cilësi të lartë dhe uniforme me sipërfaqe të madhe në fletë bakri.Science 324, 1312–1314 (2009).
Reina, A. et al.Krijoni filma grafeni me shtresa të ulëta me sipërfaqe të madhe në nënshtresa arbitrare me depozitim kimik të avullit.Nanolet.9, 30–35 (2009).
Nandamuri G., Rumimov S. dhe Solanki R. Depozitimi kimik i avullit të filmave të hollë të grafenit.Nanotechnology 21, 145604 (2010).
Kai, J. et al.Fabrikimi i nanoshiritave të grafenit me saktësi atomike në rritje.Nature 466, 470–473 (2010).
Kolmer M. et al.Sinteza racionale e nanoshiritave të grafenit me precizion atomik direkt në sipërfaqen e oksideve metalike.Science 369, 571–575 (2020).
Yaziev OV Udhëzime për llogaritjen e vetive elektronike të nanoshiritave të grafenit.kimia e ruajtjes.rezervuari i magazinimit.46, 2319–2328 (2013).
Jang, J. et al.Rritja në temperaturë të ulët të filmave të ngurtë grafeni nga benzeni nga depozitimi kimik i avullit me presion atmosferik.shkenca.Shtëpia 5, 17955 (2015).
Choi, JH et al.Reduktim i ndjeshëm në temperaturën e rritjes së grafenit në bakër për shkak të forcës së zgjeruar të shpërndarjes në Londër.shkenca.Shtëpia 3, 1925 (2013).
Wu, T. et al.Filma të vazhdueshëm grafeni të sintetizuara në temperaturë të ulët duke futur halogjenet si fara farash.Nanoscale 5, 5456–5461 (2013).
Zhang, PF et al.B2N2-perilene fillestare me orientime të ndryshme BN.Angie.Kimike.e brendshme Ed.60, 23313–23319 (2021).
Malar, LM, Pimenta, MA, Dresselhaus, G. dhe Dresselhaus, MS Raman spektroskopia në grafen.fizikës.Përfaqësuesi 473, 51–87 (2009).
Egami, T. & Billinge, SJ Nën majat Bragg: Analiza Strukturore e Materialeve Komplekse (Elsevier, 2003).
Xu, Z. et al.In situ TEM tregon përçueshmërinë elektrike, vetitë kimike dhe ndryshimet e lidhjeve nga oksidi i grafenit në grafen.ACS Nano 5, 4401–4406 (2011).
Wang, WH, Dong, C. & Shek, CH Xhama metalike volumetrike.alma mater.shkenca.projekti.R Rep. 44, 45–89 (2004).
Mott NF dhe Davis EA Proceset Elektronike në Materialet Amorfe (Oxford University Press, 2012).
Kaiser AB, Gomez-Navarro C., Sundaram RS, Burghard M. dhe Kern K. Mekanizmat e përcjelljes në monoshtresat e grafenit të derivatizuara kimikisht.Nanolet.9, 1787–1792 (2009).
Ambegaokar V., Galperin BI, Langer JS Hopping përçueshmëri në sistemet e çrregullta.fizikës.Ed.B 4, 2612–2620 (1971).
Kapko V., Drabold DA, Thorp MF Struktura elektronike e një modeli realist të grafenit amorf.fizikës.Shteti Solidi B 247, 1197–1200 (2010).
Thapa, R., Ugwumadu, C., Nepal, K., Trembly, J. & Drabold, DA Ab fillimi i modelimit të grafitit amorf.fizikës.Reverend Wright.128, 236402 (2022).
Mott, Përçueshmëria në materialet amorfe NF.3. Gjendjet e lokalizuara në pseudogap dhe afër skajeve të brezave të përcjellshmërisë dhe valencës.filozof.mag.19, 835–852 (1969).
Tuan DV et al.Vetitë izoluese të filmave të grafenit amorf.fizikës.Rishikimi B 86, 121408(R) (2012).
Lee, Y., Inam, F., Kumar, A., Thorp, MF dhe Drabold, DA Palosjet pesëkëndore në një fletë grafeni amorf.fizikës.Shteti Solidi B 248, 2082–2086 (2011).
Liu, L. et al.Rritja heteroepitaksiale e nitridit të borit gjashtëkëndor dydimensional të modeluar me brinjë grafeni.Science 343, 163–167 (2014).
Imada I., Fujimori A. dhe Tokura Y. Tranzicioni metal-izolues.Prifti Mod.fizikës.70, 1039–1263 (1998).
Siegrist T. et al.Lokalizimi i çrregullimit në materialet kristalore me një tranzicion fazor.Alma Mater Kombëtare.10, 202–208 (2011).
Krivanek, OL etj.Analiza strukturore dhe kimike atom për atom duke përdorur mikroskopin elektronik unazor në një fushë të errët.Nature 464, 571–574 (2010).
Kress, G. dhe Furtmüller, J. Skema efiçente përsëritëse për llogaritjen ab initio totale të energjisë duke përdorur grupe bazë të valëve të rrafshta.fizikës.Ed.B 54, 11169–11186 (1996).
Kress, G. dhe Joubert, D. Nga pseudopotencialet ultrasoft te metodat me valë me përforcim projektor.fizikës.Ed.B 59, 1758–1775 (1999).
Perdue, JP, Burke, C., dhe Ernzerhof, M. Përafrimet e përgjithësuara të gradientit janë bërë më të thjeshta.fizikës.Reverend Wright.77, 3865–3868 (1996).
Grimme S., Anthony J., Erlich S. dhe Krieg H. Parametrizim fillestar konsistent dhe i saktë i korrigjimit të variancës funksionale të densitetit (DFT-D) të H-Pu me 94 elementë.J. Kimi.fizikës.132, 154104 (2010).
Kjo punë u mbështet nga Programi Kombëtar i Kërkimit dhe Zhvillimit të Kinës (2021YFA1400500, 2018YFA0305800, 2019YFA0307800, 2020YFF01014700, 2017YFA0206300), Fondacioni Kombëtar i Shkencave Natyrore 2021U1318,18,5721,521,572,572, 2019, 2019, 2018 4001, 22075001, 11974024, 11874359, 92165101, 11974388, 51991344) , Fondacioni i Shkencave Natyrore të Pekinit (2192022, Z190011), Programi i Shkencëtarëve të Rinj të Shquar të Pekinit (BJJWZYJH01201914430039), Programi i Kërkimit dhe Zhvillimit të Zonës Kyçe Provinciale Guangdong (2019B010934001, Programi i Shkencave Kineze Strategjia Nr.300.B00 Akademia e Shkencave Plani kufitar i kërkimit shkencor kyç (QYZDB-SSW-JSC019).JC falënderon Fondacionin e Shkencave Natyrore të Pekinit të Kinës (JQ22001) për mbështetjen e tyre.LW falënderon Shoqatën për Promovimin e Inovacionit Rinor të Akademisë Kineze të Shkencave (2020009) për mbështetjen e tyre.Një pjesë e punës u krye në pajisjen e qëndrueshme të fushës magnetike të fortë të Laboratorit të Fushës së Lartë Magnetike të Akademisë së Shkencave Kineze me mbështetjen e Laboratorit të Fushës së Lartë Magnetike të Provincës Anhui.Burimet kompjuterike ofrohen nga platforma superkompjuterike e Universitetit të Pekinit, qendra superkompjuterike e Shangait dhe superkompjuteri Tianhe-1A.
Ky autor ka dhënë një pjesë të madhe: 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 dhe Lei Liu
Shkolla e Fizikës, Laboratori kryesor i fizikës vakum, Akademia e Shkencave e Universitetit Kinez, Pekin, Kinë
Departamenti i Shkencës dhe Inxhinierisë së Materialeve, Universiteti Kombëtar i Singaporit, Singapor, Singapor
Laboratori Kombëtar i Shkencave Molekulare të Pekinit, Shkolla e Kimisë dhe Inxhinierisë Molekulare, Universiteti i Pekinit, Pekin, Kinë
Laboratori Kombëtar i Pekinit për fizikën e lëndës së kondensuar, Instituti i fizikës, Akademia Kineze e Shkencave, Pekin, Kinë