Хвала вам што сте посетили Натуре.цом.Користите верзију претраживача са ограниченом подршком за ЦСС.За најбоље искуство препоручујемо да користите ажурирани прегледач (или онемогућите режим компатибилности у Интернет Екплорер-у).Поред тога, да бисмо обезбедили сталну подршку, приказујемо сајт без стилова и ЈаваСцрипт-а.
Корелација атомских конфигурација, посебно степена поремећености (ДОД) аморфних чврстих материја са својствима, важна је област интересовања у науци о материјалима и физици кондензоване материје због тешкоћа одређивања тачних положаја атома у тродимензионалном простору. структуре1,2,3,4., Стара мистерија, 5. У ту сврху, 2Д системи пружају увид у мистерију дозвољавајући да се сви атоми директно прикажу 6,7.Директно снимање аморфног монослоја угљеника (АМЦ) узгојеног ласерским таложењем решава проблем атомске конфигурације, подржавајући савремени поглед на кристалите у стакластим чврстим материјама заснован на теорији случајних мрежа8.Међутим, узрочна веза између структуре атомске скале и макроскопских својстава остаје нејасна.Овде извештавамо о лаком подешавању ДОД-а и проводљивости у АМЦ танким филмовима променом температуре раста.Конкретно, температура прага пиролизе је кључна за узгој проводљивих АМЦ-а са променљивим опсегом скокова средњег реда (МРО), док повећање температуре за 25°Ц узрокује да АМЦ-ови изгубе МРО и постану електрично изоловани, повећавајући отпор лима материјала у 109 пута.Поред визуелизације високо изобличених нанокристалита уграђених у континуиране насумичне мреже, електронска микроскопија атомске резолуције је открила присуство/одсуство МРО и температурно зависну густину нанокристалита, два параметра реда предложена за свеобухватан опис ДОД.Нумерички прорачуни су утврдили мапу проводљивости као функцију ова два параметра, директно повезујући микроструктуру са електричним својствима.Наш рад представља важан корак ка разумевању односа између структуре и својстава аморфних материјала на фундаменталном нивоу и отвара пут електронским уређајима који користе дводимензионалне аморфне материјале.
Сви релевантни подаци генерисани и/или анализирани у овој студији доступни су од одговарајућих аутора на разуман захтев.
Код је доступан на ГитХуб-у (хттпс://гитхуб.цом/випандиц/АМЦ_Монте_Царло; хттпс://гитхуб.цом/нингустц/АМЦПроцессинг).
Схенг, ХВ, Луо, ВК, Аламгир, ФМ, Баи, ЈМ и Ма, Е. Атомско паковање и кратки и средњи ред у металним наочарима.Природа 439, 419–425 (2006).
Греер, АЛ, у Пхисицал Металлурги, 5тх ед.(ур. Лаугхлин, ДЕ и Хоно, К.) 305–385 (Елсевиер, 2014).
Ју, ВЈ ет ал.Имплементација континуираног очвршћавања угљеничног монослоја.Наука.Проширено 3, е1601821 (2017).
Тох, КТ ет ал.Синтеза и својства самоносивог монослоја аморфног угљеника.Природа 577, 199–203 (2020).
Сцхорр, С. & Веидентхалер, К. (ур.) Кристалографија у науци о материјалима: од односа структуре и својстава до инжењерства (Де Груитер, 2021).
Ианг, И. ет ал.Одредити тродимензионалну атомску структуру аморфних чврстих материја.Природа 592, 60–64 (2021).
Котакоски Ј., Красхенинников АВ, Каисер В. и Меиер ЈК Од тачкастих дефеката у графену до дводимензионалног аморфног угљеника.стање.Пречасни Рајт.106, 105505 (2011).
Едер ФР, Котакоски Ј., Каисер В. и Меиер ЈК Пут од реда до нереда—атом по атом од графена до 2Д угљеничног стакла.Наука.Кућа 4, 4060 (2014).
Хуанг, П.Иу.ет ал.Визуелизација атомског преуређивања у 2Д силика стаклу: гледајте како игра силика гел.Наука 342, 224–227 (2013).
Лее Х. ет ал.Синтеза висококвалитетних и уједначених графенских филмова велике површине на бакарној фолији.Наука 324, 1312–1314 (2009).
Реина, А. ет ал.Креирајте нискослојне графенске филмове велике површине на произвољним подлогама хемијским таложењем паре.Нанолет.9, 30–35 (2009).
Нандамури Г., Румимов С. и Соланки Р. Хемијско таложење танких филмова графена из паре.Нанотецхнологи 21, 145604 (2010).
Каи, Ј. ет ал.Израда графенских нано трака узлазном атомском прецизношћу.Природа 466, 470–473 (2010).
Колмер М. ет ал.Рационална синтеза графенских нано трака атомске прецизности директно на површини металних оксида.Наука 369, 571–575 (2020).
Иазиев ОВ Смернице за израчунавање електронских својстава графенских нанотрака.хемија складиштења.резервоар.46, 2319–2328 (2013).
Јанг, Ј. ет ал.Раст чврстих графенских филмова из бензена при ниској температури хемијским таложењем паре под атмосферским притиском.Наука.Кућа 5, 17955 (2015).
Цхои, ЈХ ет ал.Значајно смањење температуре раста графена на бакру због појачане силе дисперзије Лондона.Наука.Кућа 3, 1925 (2013).
Ву, Т. ет ал.Континуирани графенски филмови синтетисани на ниским температурама увођењем халогена као семена семена.Наносцале 5, 5456–5461 (2013).
Зханг, ПФ ет ал.Почетни Б2Н2-перилени са различитим БН оријентацијама.Ангие.Хемијски.интерни Ед.60, 23313–23319 (2021).
Малар, ЛМ, Пимента, МА, Дресселхаус, Г. и Дресселхаус, МС Раманова спектроскопија у графену.стање.Представник 473, 51–87 (2009).
Егами, Т. & Биллинге, СЈ Бенеатх тхе Брагг Пеакс: Структурна анализа сложених материјала (Елсевиер, 2003)。
Ксу, З. ет ал.Ин ситу ТЕМ показује електричну проводљивост, хемијска својства и промене везе од графенског оксида до графена.АЦС Нано 5, 4401–4406 (2011).
Ванг, ВХ, Донг, Ц. & Схек, ЦХ Волуметричне металне наочаре.Алма Матер.Наука.пројекат.Р Реп. 44, 45–89 (2004).
Мотт НФ и Давис ЕА Електронски процеси у аморфним материјалима (Окфорд Университи Пресс, 2012).
Каисер АБ, Гомез-Наварро Ц., Сундарам РС, Бургхард М. и Керн К. Механизми проводљивости у хемијски дериватизованим монослојевима графена.Нанолет.9, 1787–1792 (2009).
Амбегаокар В., Галперин БИ, Лангер ЈС Скоковита проводљивост у поремећеним системима.стање.Ед.Б 4, 2612–2620 (1971).
Капко В., Драболд ДА, Тхорп МФ Електронска структура реалистичког модела аморфног графена.стање.Стате Солиди Б 247, 1197–1200 (2010).
Тхапа, Р., Угвумаду, Ц., Непал, К., Трембли, Ј. & Драболд, ДА Аб инитио моделирање аморфног графита.стање.Пречасни Рајт.128, 236402 (2022).
Мотт, Проводљивост у аморфним материјалима НФ.3. Локализована стања у псеудопсеку и близу крајева проводних и валентних појасева.филозоф.маг.19, 835–852 (1969).
Туан ДВ ет ал.Изолациона својства аморфних графенских филмова.стање.Ревизија Б 86, 121408(Р) (2012).
Лее, И., Инам, Ф., Кумар, А., Тхорп, МФ и Драболд, ДА Пентагонални набори у листу аморфног графена.стање.Стате Солиди Б 248, 2082–2086 (2011).
Лиу, Л. ет ал.Хетероепитаксијални раст дводимензионалног хексагоналног бор нитрида са узорком графенских ребара.Наука 343, 163–167 (2014).
Имада И., Фујимори А. и Токура И. Транзиција метал-изолатор.Свештеник Мод.стање.70, 1039–1263 (1998).
Сиегрист Т. ет ал.Локализација поремећаја у кристалним материјалима са фазним прелазом.Национална алма матер.10, 202–208 (2011).
Криванек, ОЛ ет ал.Структурна и хемијска анализа атом по атом коришћењем прстенасте електронске микроскопије у тамном пољу.Природа 464, 571–574 (2010).
Кресс, Г. и Фуртмуллер, Ј. Ефикасна итеративна шема за аб инитио прорачун укупне енергије користећи базичне скупове равних таласа.стање.Ед.Б 54, 11169–11186 (1996).
Кресс, Г. и Јоуберт, Д. Од ултрамеких псеудопотенцијала до таласних метода са пројекторским појачањем.стање.Ед.Б 59, 1758–1775 (1999).
Пердуе, ЈП, Бурке, Ц., и Ернзерхоф, М. Генерализоване апроксимације градијента су поједностављене.стање.Пречасни Рајт.77, 3865–3868 (1996).
Гримме С., Антхони Ј., Ерлицх С. и Криег Х. Доследна и тачна почетна параметризација корекције функционалне варијансе густине (ДФТ-Д) 94-елементног Х-Пу.Ј. Цхемистри.стање.132, 154104 (2010).
Овај рад је подржан од стране Националног кључног програма за истраживање и развој Кине (2021ИФА1400500, 2018ИФА0305800, 2019ИФА0307800, 2020ИФФ01014700, 2017ИФА0206300), Националне науке о природним наукама Кине,151830 974001, 22075001, 11974024, 11874359, 92165101, 11974388, 51991344) , Пекиншка фондација за природне науке (2192022, З190011), Пекиншки програм истакнутих младих научника (БЈЈВЗИЈХ01201914430039), Програм истраживања и развоја кључних области провинције Гуангдонг (2019Б010934001), програм Кинеске академије за науку 2019Б010934001, Стра00934001 Кинеске академије 00, и Кинеска академија наука План граница кључних научних истраживања (КИЗДБ-ССВ-ЈСЦ019).ЈЦ захваљује Пекиншкој фондацији за природне науке Кине (ЈК22001) на њиховој подршци.ЛВ захваљује Удружењу за промовисање иновација младих Кинеске академије наука (2020009) на подршци.Део посла је обављен у стабилном уређају за снажно магнетно поље Лабораторије за високо магнетно поље Кинеске академије наука уз подршку Лабораторије за високо магнетно поље провинције Анхуи.Рачунарске ресурсе обезбеђују суперкомпјутерска платформа Пекиншког универзитета, Шангајски суперрачунарски центар и суперкомпјутер Тианхе-1А.
Ети автори внесли равниј вклад: Хуифенг Тиан, Иинханг Ма, Зхењианг Ли, Моуианг Цхенг, Схоуцонг Нинг.
Хуифенг Тиан, Зхењиан Ли, Јуијие Ли, ПеиЦхи Лиао, Схулеи Иу, Схизхуо Лиу, Иифеи Ли, Ксиниу Хуанг, Зхикин Иао, Ли Лин, Ксиаокуи Зхао, Тинг Леи, Ианфенг Зханг, Ианлонг Хоу и Леи Лиу
Факултет физике, Кључна лабораторија за физику вакуума, Универзитет Кинеске академије наука, Пекинг, Кина
Одељење за науку о материјалима и инжењерство, Национални универзитет Сингапура, Сингапур, Сингапур
Пекиншка национална лабораторија за молекуларне науке, Школа за хемију и молекуларно инжењерство, Пекиншки универзитет, Пекинг, Кина
Пекиншка национална лабораторија за физику кондензоване материје, Институт за физику Кинеске академије наука, Пекинг, Кина