Dankon pro vizito de Nature.com.Vi uzas retumilon kun limigita CSS-subteno.Por la plej bona sperto, ni rekomendas, ke vi uzu ĝisdatigitan retumilon (aŭ malŝaltu Kongruo-Reĝimon en Internet Explorer).Krome, por certigi daŭran subtenon, ni montras la retejon sen stiloj kaj JavaScript.
La korelacio de atomaj agordoj, precipe la grado de malordo (DOD) de amorfaj solidoj kun propraĵoj, estas grava areo de intereso en materiala scienco kaj densigita materio-fiziko pro la malfacileco determini la precizajn poziciojn de atomoj en tridimensia. strukturoj1,2,3,4., Malnova mistero, 5. Tiucele, 2D-sistemoj disponigas sciojn pri la mistero permesante al ĉiuj atomoj rekte montri 6,7.Rekta bildigo de amorfa monotavolo de karbono (AMC) kreskigita per laserdemetado solvas la problemon de atoma agordo, apogante la modernan vidon de kristalitoj en vitrecaj solidoj bazitaj sur hazarda retoteorio8.Tamen, la kaŭza rilato inter atomskala strukturo kaj makroskopaj trajtoj restas neklara.Ĉi tie ni raportas facilan agordon de DOD kaj konduktiveco en AMC maldikaj filmoj ŝanĝante la kreskotemperaturon.Aparte, la piroliza sojla temperaturo estas ŝlosilo por kreskigado de konduktaj AMCoj kun varia gamo de mezaj ordaj saltoj (MRO), dum plialtigi la temperaturon je 25 °C igas la AMCojn perdi MRO kaj iĝi elektre izolaj, pliigante la reziston de la tuko. materialo en 109 fojojn.Aldone al bildigado de tre distorditaj nanokristalitoj enkonstruitaj en kontinuaj hazardaj retoj, atomrezolucia elektrona mikroskopio rivelis la ĉeeston/foreston de MRO kaj temperatur-dependan nanokristalitdensecon, du ordoparametrojn proponitajn por ampleksa priskribo de DOD.Nombraj kalkuloj establis la konduktivecmapon kiel funkcion de tiuj du parametroj, rekte rilatigante la mikrostrukturon al la elektraj trajtoj.Nia laboro reprezentas gravan paŝon por kompreni la rilaton inter la strukturo kaj propraĵoj de amorfaj materialoj je fundamenta nivelo kaj malfermas la vojon al elektronikaj aparatoj uzantaj dudimensiajn amorfajn materialojn.
Ĉiuj koncernaj datumoj generitaj kaj/aŭ analizitaj en ĉi tiu studo estas haveblaj de la respektivaj aŭtoroj laŭ akceptebla peto.
La kodo haveblas ĉe GitHub (https://github.com/vipandyc/AMC_Monte_Carlo; https://github.com/ningustc/AMPCrocessing).
Sheng, HW, Luo, VK, Alamgir, FM, Bai, JM kaj Ma, E. Atoma pakado kaj mallonga kaj meza ordo en metalaj glasoj.Naturo 439, 419-425 (2006).
Greer, AL, en Fizika metalurgio, 5-a red.(eds. Laughlin, DE kaj Hono, K.) 305–385 (Elsevier, 2014).
Ju, WJ et al.Efektivigo de kontinua malmoliĝanta karbona monotavolo.la scienco.Etendita 3, e1601821 (2017).
Toh, KT et al.Sintezo kaj propraĵoj de memsubtena monotavolo de amorfa karbono.Naturo 577, 199-203 (2020).
Schorr, S. & Weidenthaler, K. (eds.) Crystallography in Materials Science: From Structure-Property Relationships to Engineering (De Gruyter, 2021).
Yang, Y. et al.Determini la tridimensian atomstrukturon de amorfaj solidoj.Naturo 592, 60–64 (2021).
Kotakoski J., Krasheninnikov AV, Kaiser W. kaj Meyer JK De punktodifektoj en grafeno ĝis dudimensia amorfa karbono.fiziko.Pastoro Wright.106, 105505 (2011).
Eder FR, Kotakoski J., Kaiser W., kaj Meyer JK La vojo de ordo al malordo - atomo post atomo de grafeno ĝis 2D karbona vitro.la scienco.Domo 4, 4060 (2014).
Huang, P.Yu.et al.Bildigo de atomrearanĝo en 2D silika vitro: spektu silikĝelan dancon.Scienco 342, 224-227 (2013).
Lee H. et al.Sintezo de altkvalitaj kaj unuformaj grand-areaj grafenaj filmoj sur kupra folio.Scienco 324, 1312-1314 (2009).
Reina, A. et al.Kreu malalttavolajn, grand-areajn grafenajn filmojn sur arbitraj substratoj per kemia vapordemetado.Nanolet.9, 30–35 (2009).
Nandamuri G., Rumimov S. kaj Solanki R. Chemical vapordeposition of graphene maldikaj filmoj.Nanoteknologio 21, 145604 (2010).
Kai, J. et al.Fabrikado de grafenaj nanoribonoj per ascenda atomprecizeco.Naturo 466, 470-473 (2010).
Kolmer M. et al.Racia sintezo de grafenaj nanorubanoj de atoma precizeco rekte sur la surfaco de metalaj oksidoj.Scienco 369, 571-575 (2020).
Yaziev OV Gvidlinioj por kalkulado de la elektronikaj trajtoj de grafenaj nanorubanoj.stokado-kemio.stokujo.46, 2319-2328 (2013).
Jang, J. et al.Malalttemperatura kresko de solidaj grafenaj filmoj el benzeno per kemia vapordemetado de atmosfera premo.la scienco.Domo 5, 17955 (2015).
Choi, JH et al.Signifa redukto en la kreskotemperaturo de grafeno sur kupro pro plifortigita Londona dispersforto.la scienco.Domo 3, 1925 (2013).
Wu, T. et al.Kontinuaj Grafenaj Filmoj Sintezitaj ĉe Malalta Temperaturo per Enkonduko de Halogenoj kiel Semoj de Semoj.Nanoskalo 5, 5456-5461 (2013).
Zhang, PF et al.Komencaj B2N2-perilenoj kun malsamaj BN-orientiĝoj.Angie.Kemiaĵo.interna Red.60, 23313–23319 (2021).
Malar, LM, Pimenta, MA, Dresselhaus, G. kaj Dresselhaus, MS Raman-spektroskopio en grafeno.fiziko.Reprezentanto 473, 51–87 (2009).
Egami, T. & Billinge, SJ Sub la Bragg-Pintoj: Struktura Analizo de Kompleksaj Materialoj (Elsevier, 2003).
Xu, Z. et al.En situ TEM montras elektran konduktivecon, kemiajn trajtojn, kaj ligajn ŝanĝojn de grafenoksido al grafeno.ACS Nano 5, 4401-4406 (2011).
Wang, WH, Dong, C. & Shek, CH Volumetraj metalaj okulvitroj.studuniversitato.la scienco.projekto.R-Deputito 44, 45–89 (2004).
Mott NF kaj Davis EA Electronic Processes in Amorphous Materials (Oxford University Press, 2012).
Kaiser AB, Gomez-Navarro C., Sundaram RS, Burghard M. kaj Kern K. Conduction-mekanismoj en kemie derivigitaj grafenaj monotavoloj.Nanolet.9, 1787-1792 (2009).
Ambegaokar V., Galperin BI, Langer JS Hopping-kondukto en malordaj sistemoj.fiziko.Red.B 4, 2612–2620 (1971).
Kapko V., Drabold DA, Thorp MF Elektronika strukturo de realisma modelo de amorfa grafeno.fiziko.Ŝtato Solidi B 247, 1197-1200 (2010).
Thapa, R. , Ugwumadu, C. , Nepalo, K. , Trembly, J. & Drabold, DA Ab initio modeligado de amorfa grafito.fiziko.Pastoro Wright.128, 236402 (2022).
Mott, Kondukto en Amorfaj Materialoj NF.3. Lokigitaj ŝtatoj en la pseŭdointerspaco kaj proksime de la finoj de la konduktaj kaj valentaj bandoj.filozofo.mag.19, 835–852 (1969).
Tuan DV et al.Izolaj propraĵoj de amorfaj grafenaj filmoj.fiziko.Revizio B 86, 121408 (R) (2012).
Lee, Y., Inam, F., Kumar, A., Thorp, MF kaj Drabold, DA Pentagonalaj faldoj en folio de amorfa grafeno.fiziko.Ŝtato Solidi B 248, 2082–2086 (2011).
Liu, L. et al.Heteroepitaksa kresko de dudimensia sesangula bornitruro strukturizita kun grafenaj ripoj.Scienco 343, 163-167 (2014).
Imada I., Fujimori A. kaj Tokura Y. Metal-izola transiro.Pastro Mod.fiziko.70, 1039-1263 (1998).
Siegrist T. et al.Lokalizo de malordo en kristalaj materialoj kun faztransiro.Nacia studuniversitato.10, 202–208 (2011).
Krivanek, OL et al.Atom-post-atoma struktura kaj kemia analizo uzante ringan elektronmikroskopion en malhela kampo.Naturo 464, 571-574 (2010).
Kress, G. kaj Furtmüller, J. Efficient ripeta skemo por ab initio totalenergiokalkulo uzanta ebenajn ondobazajn arojn.fiziko.Red.B 54, 11169-11186 (1996).
Kress, G. kaj Joubert, D. From ultrasoft pseudopotentials al ondaj metodoj kun projekciilplifortigo.fiziko.Red.B 59, 1758–1775 (1999).
Perdue, JP, Burke, C., kaj Ernzerhof, M. Ĝeneraligitaj gradientaj aproksimadoj fariĝis pli simplaj.fiziko.Pastoro Wright.77, 3865-3868 (1996).
Grimme S., Anthony J., Erlich S., kaj Krieg H. Konsekvenca kaj preciza komenca parametrigo de denseca funkcia varianca korekto (DFT-D) de 94-elementa H-Pu.J. Kemio.fiziko.132, 154104 (2010).
Ĉi tiu laboro estis subtenata de la Nacia Ŝlosila R&D-Programo de Ĉinio (2021YFA1400500, 2018YFA0305800, 2019YFA0307800, 2020YFF01014700, 2017YFA0206300), la Nacia Fondaĵo pri Natura Scienco de Ĉinio 918171751 4001, 22075001, 11974024, 11874359, 92165101, 11974388, 51991344) , Pekina Natural Science Foundation (2192022, Z190011), Beijing Distinguished Young Scientist Programme (BJJWZYJH01201914430039), Guangdong Provincial Key Area Research and Development Programme (2019B010934001), Chinese Academy of Sciences Strategic Pilot Programme of China Academy of Sciences of Grant , No. Lima Plano de Ŝlosila Scienca Esploro (QYZDB-SSW-JSC019).JC dankas la Pekina Naturscienca Fondaĵo de Ĉinio (JQ22001) pro ilia subteno.LW dankas al la Asocio por Antaŭenigo de Junulara Novigado de la Ĉina Akademio de Sciencoj (2020009) pro ilia subteno.Parto de la laboro estis farita en la stabila forta magneta kampo-aparato de la Laboratorio de Alta Magneta Kampo de la Ĉina Akademio de Sciencoj kun la subteno de la Laboratorio de Alta Magneta Kampo de la provinco Anhui.Komputilaj rimedoj estas provizitaj de superkomputila platformo de Pekina Universitato, Ŝanhaja superkomputila centro kaj superkomputilo 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 kaj Lei Liu
Lernejo de Fiziko, Vacuum Physics Key Laboratory, Universitato de Ĉina Akademio de Sciencoj, Pekino, Ĉinio
Sekcio de Materiala Scienco kaj Inĝenieristiko, Nacia Universitato de Singapuro, Singapuro, Singapuro
Pekina Nacia Laboratorio de Molekulaj Sciencoj, Lernejo de Kemio kaj Molekula Inĝenierado, Pekina Universitato, Pekino, Ĉinio
Pekina Nacia Laboratorio por Kondensita Materio-Fiziko, Instituto de Fiziko, Ĉina Akademio de Sciencoj, Pekino, Ĉinio