Շնորհակալություն Nature.com այցելելու համար:Դուք օգտագործում եք զննարկչի տարբերակ՝ CSS-ի սահմանափակ աջակցությամբ:Լավագույն փորձի համար խորհուրդ ենք տալիս օգտագործել թարմացված դիտարկիչ (կամ անջատել Համատեղելիության ռեժիմը Internet Explorer-ում):Բացի այդ, շարունակական աջակցություն ապահովելու համար մենք կայքը ցուցադրում ենք առանց ոճերի և JavaScript-ի:
Ատոմային կոնֆիգուրացիաների հարաբերակցությունը, հատկապես ամորֆ պինդ մարմինների անկարգությունների աստիճանը (DOD) հատկությունների հետ, կարևոր ոլորտ է նյութագիտության և խտացված նյութի ֆիզիկայի մեջ՝ ատոմների ճշգրիտ դիրքերը եռաչափում որոշելու դժվարության պատճառով։ կառույցներ1,2,3,4., Հին առեղծված, 5. Այդ նպատակով 2D համակարգերը պատկերացում են տալիս առեղծվածի մասին՝ թույլ տալով բոլոր ատոմներին ուղղակիորեն ցուցադրել 6,7:Ածխածնի ամորֆ միաշերտի (AMC) ուղղակի պատկերումը, որը աճեցվում է լազերային նստվածքով, լուծում է ատոմային կոնֆիգուրացիայի խնդիրը՝ աջակցելով ապակե պինդ մարմիններում բյուրեղների ժամանակակից տեսակետին, որը հիմնված է պատահական ցանցի տեսության վրա8:Այնուամենայնիվ, ատոմային մասշտաբի կառուցվածքի և մակրոսկոպիկ հատկությունների միջև պատճառահետևանքային կապը մնում է անհասկանալի:Այստեղ մենք հայտնում ենք DOD-ի և հաղորդունակության հեշտ թյունինգ AMC բարակ թաղանթներում՝ փոխելով աճի ջերմաստիճանը:Մասնավորապես, պիրոլիզի շեմային ջերմաստիճանը առանցքային է միջին կարգի թռիչքների (MRO) փոփոխական տիրույթով հաղորդիչ AMC-ների աճեցման համար, մինչդեռ ջերմաստիճանի բարձրացումը 25°C-ով հանգեցնում է նրան, որ AMC-ները կորցնում են MRO-ն և դառնում էլեկտրական մեկուսիչ՝ մեծացնելով թերթիկի դիմադրությունը: նյութը՝ 109 անգամ։Ի հավելումն շարունակական պատահական ցանցերում ներկառուցված խիստ աղավաղված նանոբյուրեղների վիզուալացմանը, ատոմային լուծաչափի էլեկտրոնային մանրադիտակը բացահայտեց MRO-ի և ջերմաստիճանից կախված նանոկյուրիստալիտների խտության առկայությունը/բացակայությունը՝ DOD-ի համապարփակ նկարագրության համար առաջարկված երկու կարգի պարամետր:Թվային հաշվարկները հաստատել են հաղորդունակության քարտեզը՝ որպես այս երկու պարամետրերի ֆունկցիա՝ միկրոկառուցվածքը ուղղակիորեն կապելով էլեկտրական հատկությունների հետ:Մեր աշխատանքը կարևոր քայլ է ամորֆ նյութերի կառուցվածքի և հատկությունների միջև կապը հիմնարար մակարդակում հասկանալու ուղղությամբ և ճանապարհ է հարթում երկչափ ամորֆ նյութեր օգտագործող էլեկտրոնային սարքերի համար:
Այս ուսումնասիրության մեջ ստեղծված և/կամ վերլուծված բոլոր համապատասխան տվյալները հասանելի են համապատասխան հեղինակներից ողջամիտ պահանջով:
Կոդը հասանելի է GitHub-ում (https://github.com/vipandyc/AMC_Monte_Carlo; https://github.com/ningustc/AMCProcessing):
Sheng, HW, Luo, VK, Alamgir, FM, Bai, JM and Ma, E. Ատոմային փաթեթավորում և մետաղական ակնոցների կարճ և միջին պատվեր:Nature 439, 419–425 (2006):
Գրիր, ԱԼ, Ֆիզիկական մետալուրգիայում, 5-րդ հրատ.(խմբ. Laughlin, DE and Hono, K.) 305–385 (Elsevier, 2014):
Ju, WJ et al.Շարունակական կարծրացող ածխածնային միաշերտի ներդրում:գիտությունը։Ընդլայնված 3, e1601821 (2017):
Toh, KT et al.Ամորֆ ածխածնի ինքնակառավարվող միաշերտի սինթեզ և հատկություններ:Nature 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.Որոշե՛ք ամորֆ պինդ մարմինների ատոմային եռաչափ կառուցվածքը:Nature 592, 60–64 (2021):
Kotakoski J., Krasheninnikov AV, Kaiser W. and Meyer JK Գրաֆենի կետային թերություններից մինչև երկչափ ամորֆ ածխածին:ֆիզիկա.Վերապատվելի Ռայթ.106, 105505 (2011):
Eder FR, Kotakoski J., Kaiser W., and Meyer JK Ճանապարհը կարգից դեպի անկարգություն.գիտությունը։House 4, 4060 (2014 թ.).
Huang, P.Yu.et al.Ատոմային վերադասավորումների պատկերացում 2D սիլիկատային ապակու մեջ. դիտել սիլիկա գելի պարը:Գիտություն 342, 224–227 (2013).
Lee H. et al.Պղնձե փայլաթիթեղի վրա բարձրորակ և միատարր գրաֆենային թաղանթների սինթեզ։Science 324, 1312–1314 (2009):
Reina, A. et al.Քիմիական գոլորշիների նստեցման միջոցով կամայական ենթաշերտերի վրա ստեղծեք ցածրաշերտ, մեծ մակերեսով գրաֆենի թաղանթներ:Նանոլետ.9, 30–35 (2009):
Nandamuri G., Rumimov S. and Solanki R. Գրաֆենի բարակ թաղանթների քիմիական գոլորշիների նստեցում:Նանոտեխնոլոգիա 21, 145604 (2010):
Kai, J. et al.Գրաֆենի նանոժապավենների արտադրություն՝ աճող ատոմային ճշգրտությամբ։Nature 466, 470–473 (2010):
Kolmer M. et al.Ատոմային ճշգրտության գրաֆենի նանոժապավենների ռացիոնալ սինթեզ անմիջապես մետաղական օքսիդների մակերեսի վրա։Science 369, 571–575 (2020):
Yaziev OV Ուղեցույց գրաֆենի նանոժապավենի էլեկտրոնային հատկությունների հաշվարկման համար:պահեստավորման քիմիա.պահեստավորման բաք.46, 2319–2328 (2013):
Jang, J. et al.Բենզոլից պինդ գրաֆենի թաղանթների ցածր ջերմաստիճանի աճը մթնոլորտային ճնշման քիմիական գոլորշիների նստեցման միջոցով:գիտությունը։House 5, 17955 (2015 թ.).
Choi, JH et al.Պղնձի վրա գրաֆենի աճի ջերմաստիճանի զգալի նվազում՝ Լոնդոնի ցրման ուժեղացված ուժի պատճառով:գիտությունը։House 3, 1925 (2013):
Wu, T. et al.Ցածր ջերմաստիճանում սինթեզված գրաֆենի շարունակական թաղանթներ՝ որպես սերմերի սերմեր ներմուծելով հալոգենները:Nanoscale 5, 5456–5461 (2013):
Zhang, PF et al.Սկզբնական B2N2-պերիլեններ՝ տարբեր BN կողմնորոշումներով:Էնջի.Քիմիական։ներքին Էդ.60, 23313–23319 (2021):
Malar, LM, Pimenta, MA, Dresselhaus, G. and Dresselhaus, MS Raman սպեկտրոսկոպիա գրաֆենում:ֆիզիկա.Ներկայացուցիչ 473, 51–87 (2009):
Egami, T. & Billinge, SJ Բրագգի գագաթների տակ. բարդ նյութերի կառուցվածքային վերլուծություն (Elsevier, 2003):
Xu, Z. et al.In situ TEM-ը ցույց է տալիս էլեկտրական հաղորդունակությունը, քիմիական հատկությունները և կապի փոփոխությունները գրաֆենի օքսիդից գրաֆեն:ACS Nano 5, 4401–4406 (2011):
Wang, WH, Dong, C. & Shek, CH Ծավալային մետաղական ակնոցներ:Մայր բուհի.գիտությունը։նախագիծը։R Rep. 44, 45–89 (2004):
Mott NF և Davis EA Էլեկտրոնային գործընթացները ամորֆ նյութերում (Oxford University Press, 2012):
Kaiser AB, Gomez-Navarro C., Sundaram RS, Burghard M. and Kern K. Հաղորդման մեխանիզմները քիմիապես ածանցյալ գրաֆենի միաշերտներում:Նանոլետ.9, 1787–1792 (2009):
Ambegaokar V., Galperin BI, Langer JS Hopping հաղորդունակությունը խանգարված համակարգերում:ֆիզիկա.Էդ.B 4, 2612–2620 (1971).
Kapko V., Drabold DA, Thorp MF Ամորֆ գրաֆենի իրատեսական մոդելի էլեկտրոնային կառուցվածքը:ֆիզիկա.State Solidi B 247, 1197–1200 (2010):
Thapa, R., Ugwumadu, C., Nepal, K., Trembly, J. & Drabold, DA Ab initio modeling of amorphous graphite.ֆիզիկա.Վերապատվելի Ռայթ.128, 236402 (2022).
Mott, հաղորդունակություն ամորֆ նյութերում NF.3. Տեղայնացված վիճակներ հաղորդման և վալենտական ​​գոտիների կեղծ բացվածքում և ծայրերի մոտ:փիլիսոփա.մագ.19, 835–852 (1969)։
Tuan DV et al.Ամորֆ գրաֆենի թաղանթների մեկուսիչ հատկությունները.ֆիզիկա.Revision B 86, 121408(R) (2012):
Lee, Y., Inam, F., Kumar, A., Thorp, MF and Drabold, DA Հնգանկյուն ծալքեր ամորֆ գրաֆենի թերթիկի մեջ:ֆիզիկա.State Solidi B 248, 2082–2086 (2011):
Liu, L. et al.Գրաֆենի կողիկներ ունեցող երկչափ վեցանկյուն բորի նիտրիդի հետերոէպիտաքսիալ աճ:Գիտություն 343, 163–167 (2014):
Imada I., Fujimori A. and Tokura Y. Metal-insulator անցում.Քահանա Մոդ.ֆիզիկա.70, 1039–1263 (1998):
Siegrist T. et al.Խանգարման տեղայնացում բյուրեղային նյութերում փուլային անցումով:Ազգային մայր բուհի.10, 202–208 (2011):
Krivanek, OL et al.Ատոմ առ ատոմ կառուցվածքային և քիմիական վերլուծություն՝ օգտագործելով օղակաձև էլեկտրոնային մանրադիտակ մութ դաշտում:Nature 464, 571–574 (2010):
Kress, G. and Furtmüller, J. Արդյունավետ կրկնվող սխեման ընդհանուր էներգիայի սկզբնական սկզբնական հաշվարկի համար՝ օգտագործելով հարթ ալիքային հիմքի հավաքածուներ:ֆիզիկա.Էդ.B 54, 11169–11186 (1996):
Kress, G. and Joubert, D. Ultrasoft pseudopotentials-ից մինչև պրոյեկտորի ուժեղացումով ալիքային մեթոդներ:ֆիզիկա.Էդ.B 59, 1758–1775 (1999):
Perdue, JP, Burke, C., and Ernzerhof, M. Ընդհանրացված գրադիենտ մոտարկումներն ավելի պարզ դարձրին:ֆիզիկա.Վերապատվելի Ռայթ.77, 3865–3868 (1996):
Գրիմ Ս., Էնթոնի Ջ., Էրլիխ Ս. և Կրիեգ Հ. 94 տարրի H-Pu-ի խտության ֆունկցիոնալ շեղումների ուղղման (DFT-D) հետևողական և ճշգրիտ սկզբնական պարամետրացում:Ջ Քիմիա.ֆիզիկա.132, 154104 (2010):
Այս աշխատանքը աջակցվել է Չինաստանի Ազգային առանցքային R&D ծրագրի (2021YFA1400500, 2018YFA0305800, 2019YFA0307800, 2020YFF01014700, 2017YFA0206300, 2017YFA0206300, Չինաստանի ազգային բնական գիտությունների հիմնադրամի 2021YFA1400500, 2018YFA0305800): 4001, 22075001, 11974024, 11874359, 92165101, 11974388, 51991344) , Պեկինի բնական գիտությունների հիմնադրամ (2192022, Z190011), Պեկինի նշանավոր երիտասարդ գիտնականների ծրագիր (BJJWZYJH01201914430039), Գուանդոնգ նահանգի առանցքային տարածքի հետազոտության և զարգացման ծրագիր (2019B010934001, Չինաստանի No30934001, Չինաստանի No Գիտությունների ակադեմիա Հիմնական գիտական ​​հետազոտությունների սահմանային պլան (QYZDB-SSW-JSC019):JC-ն շնորհակալություն է հայտնում Չինաստանի Պեկինի բնական գիտությունների հիմնադրամին (JQ22001) աջակցության համար:LW-ն շնորհակալություն է հայտնում Չինաստանի Գիտությունների ակադեմիայի երիտասարդական նորարարությունը խթանելու ասոցիացիային (2020009 թթ.) աջակցության համար:Աշխատանքի մի մասն իրականացվել է Չինաստանի Գիտությունների ակադեմիայի Բարձր մագնիսական դաշտի լաբորատորիայի կայուն ուժեղ մագնիսական դաշտի սարքում՝ Անհույ նահանգի բարձր մագնիսական դաշտի լաբորատորիայի աջակցությամբ։Հաշվողական ռեսուրսները տրամադրվում են Պեկինի համալսարանի գերհամակարգչային հարթակի, Շանհայի գերհամակարգչային կենտրոնի և Tianhe-1A սուպերհամակարգչի կողմից:
Այս հեղինակը ներդրել է ներածություն՝ Huifeng Tian, ​​Yinhang Ma, Zhenjiang Li, Mouyang Cheng, Shoucong Ning:
Հուֆենգ Թյան, Չժենջյան Լի, Ջուջիե Լի, Պեյ Չի Լիաո, Շուլեյ Յու, Շիժուո Լյու, Յիֆեյ Լի, Սինյու Հուանգ, Ժիքսին Յաո, Լի Լին, Սյաոքսուի Չժաո, Տինգ Լեյ, Յանֆեն Չժան, Յանլոն Հոու և Լեյ Լյու։
Ֆիզիկայի դպրոց, վակուումային ֆիզիկայի հիմնական լաբորատորիա, Չինաստանի գիտությունների ակադեմիայի համալսարան, Պեկին, Չինաստան
Նյութերագիտության և ճարտարագիտության բաժին, Սինգապուրի ազգային համալսարան, Սինգապուր, Սինգապուր
Պեկինի մոլեկուլային գիտությունների ազգային լաբորատորիա, Քիմիայի և մոլեկուլային ճարտարագիտության դպրոց, Պեկինի համալսարան, Պեկին, Չինաստան
Պեկինի խտացված նյութերի ֆիզիկայի ազգային լաբորատորիա, ֆիզիկայի ինստիտուտ, Չինաստանի գիտությունների ակադեմիա, Պեկին, Չինաստան