Ви благодариме што ја посетивте Nature.com.Користите верзија на прелистувач со ограничена поддршка за CSS.За најдобро искуство, препорачуваме да користите ажуриран прелистувач (или да го оневозможите режимот на компатибилност во Internet Explorer).Покрај тоа, за да обезбедиме постојана поддршка, ја прикажуваме страницата без стилови и JavaScript.
Корелацијата на атомските конфигурации, особено степенот на нарушување (DOD) на аморфните цврсти материи со својствата, е важна област на интерес во науката за материјали и физиката на кондензирана материја поради тешкотијата да се одредат точните позиции на атомите во тридимензионални структури1,2,3,4., Стара мистерија, 5. За таа цел, 2D системите обезбедуваат увид во мистеријата дозволувајќи им на сите атоми директно да се прикажат 6,7.Директното сликање на аморфен монослој на јаглерод (AMC) израснат со ласерско таложење го решава проблемот на атомската конфигурација, поддржувајќи го современиот поглед на кристалитите во стаклените цврсти материи заснован на теоријата на случајна мрежа8.Сепак, причинската врска помеѓу структурата на атомската скала и макроскопските својства останува нејасна.Овде известуваме за лесно подесување на DOD и спроводливост во AMC тенките филмови со промена на температурата на раст.Особено, температурата на прагот на пиролиза е клучна за растење на спроводливи AMC со променлив опсег на скокови од среден ред (MRO), додека зголемувањето на температурата за 25°C предизвикува AMC да губат MRO и да станат електрично изолациски, зголемувајќи ја отпорноста на листот материјал во 109 пати.Покрај визуелизацијата на високо искривените нанокристалити вградени во континуирани случајни мрежи, електронската микроскопија со атомска резолуција откри присуство/отсуство на MRO и густина на нанокристалити зависна од температурата, два параметри предложени за сеопфатен опис на DOD.Нумеричките пресметки ја утврдија мапата на спроводливост како функција на овие два параметри, директно поврзувајќи ја микроструктурата со електричните својства.Нашата работа претставува важен чекор кон разбирање на односот помеѓу структурата и својствата на аморфните материјали на фундаментално ниво и го отвора патот за електронски уреди кои користат дводимензионални аморфни материјали.
Сите релевантни податоци генерирани и/или анализирани во оваа студија се достапни од соодветните автори на разумно барање.
Кодот е достапен на GitHub (https://github.com/vipandyc/AMC_Monte_Carlo; https://github.com/ningustc/AMCProcessing).
Sheng, HW, Luo, VK, Alamgir, FM, Bai, JM и Ma, E. Атомско пакување и краток и среден ред на метални стакла.Nature 439, 419-425 (2006).
Грир, АЛ, во физичка металургија, 5-ти изд.(eds. Laughlin, DE и Hono, K.) 305–385 (Elsevier, 2014).
Ju, WJ et al.Имплементација на јаглероден монослој со континуирано стврднување.науката.Продолжено 3, e1601821 (2017).
Тох, КТ и сор.Синтеза и својства на самоносен монослој од аморфен јаглерод.Nature 577, 199-203 (2020).
Шорр, С.
Јанг, Ј. и сор.Определи ја тродимензионалната атомска структура на аморфните цврсти материи.Nature 592, 60-64 (2021).
Kotakoski J., Krasheninnikov AV, Kaiser W. and Meyer JK Од точкасти дефекти во графен до дводимензионален аморфен јаглерод.физика.Пречесниот Рајт.106, 105505 (2011).
Eder FR, Kotakoski J., Kaiser W. и Meyer JK Патот од ред до неред - атом по атом од графен до 2D јаглеродно стакло.науката.Куќа 4, 4060 (2014).
Хуанг, П.Ју.et al.Визуелизација на атомско преуредување во 2D силика стакло: гледајте како танцува силика гел.Наука 342, 224-227 (2013).
Ли Х. и сор.Синтеза на висококвалитетни и униформни графени филмови со голема површина на бакарна фолија.Science 324, 1312–1314 (2009).
Реина, А. и сор.Направете нискослојни графенски филмови со голема површина на произволни подлоги со хемиско таложење на пареа.Нанолет.9, 30-35 (2009).
Нандамури Г., Румимов С. и Соланки Р. Хемиско таложење на пареа на тенки филмови од графен.Nanotechnology 21, 145604 (2010).
Kai, J. et al.Изработка на наноленти од графен со растечка атомска прецизност.Nature 466, 470-473 (2010).
Kolmer M. et al.Рационална синтеза на графен наноленти со атомска прецизност директно на површината на металните оксиди.Science 369, 571-575 (2020).
Yaziev OV Насоки за пресметување на електронските својства на графенските наноленти.складирање хемија.резервоар.46, 2319-2328 (2013).
Jang, J. et al.Нискотемпературен раст на цврсти графени филмови од бензен со хемиско таложење на пареа под атмосферски притисок.науката.Куќа 5, 17955 (2015).
Чои, ЈХ и сор.Значително намалување на температурата на раст на графенот на бакар поради зголемената сила на дисперзија во Лондон.науката.Куќа 3, 1925 година (2013).
Ву, Т. и сор.Континуирани графински филмови синтетизирани на ниска температура со воведување на халогени како семиња на семиња.Наноскала 5, 5456–5461 (2013).
Џанг, ПФ и сор.Почетни B2N2-перилени со различни BN ориентации.Енџи.Хемиски.внатрешен Ед.60, 23313-23319 (2021).
Malar, LM, Pimenta, MA, Dresselhaus, G. и Dresselhaus, MS Раман спектроскопија во графен.физика.Претставник 473, 51–87 (2009).
Егами, Т.
Ксу, З. и сор.In situ TEM покажува електрична спроводливост, хемиски својства и промени на врските од графен оксид во графен.ACS Nano 5, 4401–4406 (2011).
Wang, WH, Dong, C. & Shek, CH Волуметриски метални очила.алма матер.науката.проект.R Реп. 44, 45-89 (2004).
Mott NF и Davis EA Electronic Processes in Amorphous Materials (Oxford University Press, 2012).
Kaiser AB, Gomez-Navarro C., Sundaram RS, Burghard M. и Kern K. Механизми на спроводливост во хемиски дериватизирани графен монослоеви.Нанолет.9, 1787–1792 (2009).
Ambegaokar V., Galperin BI, Langer JS Hopping спроводливост во нарушени системи.физика.Ед.B 4, 2612-2620 (1971).
Капко В., Драболд Д.А., Торп МФ Електронска структура на реален модел на аморфен графен.физика.State Solidi B 247, 1197–1200 (2010).
Thapa, R., Ugwumadu, C., Nepal, K., Trembly, J. & Drabold, DA Ab иницијално моделирање на аморфен графит.физика.Пречесниот Рајт.128, 236402 (2022).
Мот, спроводливост во аморфни материјали NF.3. Локализирани состојби во псевдопроцепот и во близина на краевите на спроводливите и валентните појаси.филозоф.маг.19, 835-852 (1969).
Туан ДВ и сор.Изолациски својства на аморфни графенски филмови.физика.Ревизија Б 86, 121408(R) (2012).
Lee, Y., Inam, F., Kumar, A., Thorp, MF и Drabold, DA Пентагонални набори во лист од аморфен графен.физика.State Solidi B 248, 2082–2086 (2011).
Лиу, Л. и сор.Хетероепитаксијален раст на дводимензионален хексагонален бор нитрид со шари со графенски ребра.Science 343, 163-167 (2014).
Имада И., Фуџимори А. и Токура Ј. Транзиција на метал-изолатор.Свештеникот Мод.физика.70, 1039-1263 (1998).
Siegrist T. et al.Локализација на нарушување во кристални материјали со фазна транзиција.Национална алма матер.10, 202-208 (2011).
Криванек, ОЛ и сор.Структурна и хемиска анализа атом по атом со помош на прстенеста електронска микроскопија во темно поле.Nature 464, 571-574 (2010).
Kress, G. и Furtmüller, J. Ефикасна итеративна шема за ab initio пресметка на вкупната енергија со користење на базични множества на рамни бранови.физика.Ед.B 54, 11169-11186 (1996).
Kress, G. и Joubert, D. Од ултрасофт псевдопотенцијали до методи на бранови со засилување со проектор.физика.Ед.B 59, 1758-1775 (1999).
Perdue, JP, Burke, C. и Ernzerhof, M. Генерализираните градиентни приближувања се поедноставни.физика.Пречесниот Рајт.77, 3865-3868 (1996).
Грим С., Ентони Ј., Ерлих С. ​​и Криг Х. Конзистентна и точна почетна параметаризација на корекција на функционална варијанса на густина (DFT-D) на 94-елемент H-Pu.J. Хемија.физика.132, 154104 (2010).
Оваа работа беше поддржана од Националната програма за истражување и развој на Кина (2021YFA1400500, 2018YFA0305800, 2019YFA0307800, 2020YFF01014700, 2017YFA0206300, Националната фондација за природни науки на Кина 2021YFA1400500). 4001, 22075001, 11974024, 11874359, 92165101, 11974388, 51991344) , Фондација за природни науки во Пекинг (2192022, Z190011), Програма за истакнати млади научник во Пекинг (BJJWZYJH01201914430039), Програма за истражување и развој на клучната област Гуангдонг (2019B010934001), Кинеска академија за наука Grant.B0000 Академија на науките Граничен план на клучните научни истражувања (QYZDB-SSW-JSC019).JC се заблагодарува на Кинеската природна научна фондација во Пекинг (JQ22001) за нивната поддршка.LW се заблагодарува на Здружението за промовирање младински иновации на Кинеската академија на науките (2020009) за нивната поддршка.Дел од работата беше спроведена во уредот за стабилно силно магнетно поле на Лабораторијата за високо магнетно поле на Кинеската академија на науките со поддршка на Лабораторијата за високо магнетно поле во провинцијата Анхуи.Компјутерските ресурси се обезбедени од суперкомпјутерска платформа на Универзитетот во Пекинг, суперкомпјутерски центар во Шангај и суперкомпјутер Tianhe-1A.
Овој автор е внесен во влогот: Хуифенг Тиан, Јинханг Ма, Женџијанг Ли, Мујанг Ченг, Шуконг Нинг.
Хуифенг Тиан, Женџијан Ли, Џуиџи Ли, Пеичи Лиао, Шулеи Ју, Шижуо Лиу, Јифеи Ли, Ксинју Хуанг, Жиксин Јао, Ли Лин, Ксијаоксуи Жао, Тинг Леи, Јанфенг Џанг, Јанлонг Хоу и Леи Лиу
Факултет за физика, клучна лабораторија за вакуумска физика, Универзитет за кинеска академија на науките, Пекинг, Кина
Оддел за наука и инженерство за материјали, Националниот универзитет во Сингапур, Сингапур, Сингапур
Пекинг Национална лабораторија за молекуларни науки, Факултет за хемија и молекуларно инженерство, Универзитетот во Пекинг, Пекинг, Кина
Пекинг Национална лабораторија за физика на кондензирана материја, Институт за физика, Кинеска академија на науките, Пекинг, Кина