ขอขอบคุณที่เยี่ยมชม Nature.comคุณกำลังใช้เวอร์ชันเบราว์เซอร์ที่มีการรองรับ CSS แบบจำกัดเพื่อประสบการณ์ที่ดีที่สุด เราขอแนะนำให้คุณใช้เบราว์เซอร์ที่อัปเดต (หรือปิดใช้งานโหมดความเข้ากันได้ใน Internet Explorer)นอกจากนี้ เพื่อให้มั่นใจว่าได้รับการสนับสนุนอย่างต่อเนื่อง เราจะแสดงไซต์โดยไม่มีสไตล์และ JavaScript
ความสัมพันธ์ของการกำหนดค่าอะตอมโดยเฉพาะอย่างยิ่งระดับความผิดปกติ (DOD) ของของแข็งอสัณฐานที่มีคุณสมบัติเป็นประเด็นสำคัญที่น่าสนใจในด้านวัสดุศาสตร์และฟิสิกส์ของสสารควบแน่นเนื่องจากความยากลำบากในการกำหนดตำแหน่งที่แน่นอนของอะตอมในสามมิติ โครงสร้าง1,2,3,4., ความลึกลับเก่าแก่ 5. ด้วยเหตุนี้ ระบบ 2 มิติจึงให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับความลึกลับโดยให้อะตอมทั้งหมดสามารถแสดงได้โดยตรง 6,7การถ่ายภาพโดยตรงของชั้นเดียวอสัณฐานของคาร์บอน (AMC) ที่เกิดจากการสะสมของเลเซอร์ช่วยแก้ปัญหาการกำหนดค่าอะตอม สนับสนุนมุมมองสมัยใหม่ของผลึกในของแข็งคล้ายแก้วตามทฤษฎีเครือข่ายสุ่มอย่างไรก็ตาม ความสัมพันธ์เชิงสาเหตุระหว่างโครงสร้างขนาดอะตอมและคุณสมบัติมหภาคยังไม่ชัดเจนที่นี่เรารายงานการปรับ DOD และค่าการนำไฟฟ้าอย่างง่ายดายในฟิล์มบางของ AMC โดยการเปลี่ยนอุณหภูมิการเจริญเติบโตโดยเฉพาะอย่างยิ่ง อุณหภูมิเกณฑ์ไพโรไลซิสเป็นกุญแจสำคัญสำหรับการเติบโตของ AMC ที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าด้วยช่วงการกระโดดแบบปานกลาง (MRO) ที่แปรผันได้ ในขณะที่การเพิ่มอุณหภูมิขึ้น 25°C จะทำให้ AMC สูญเสีย MRO และเป็นฉนวนไฟฟ้า ส่งผลให้ความต้านทานของแผ่นเพิ่มขึ้น วัสดุใน 109 ครั้งนอกเหนือจากการแสดงภาพนาโนคริสตัลไลต์ที่มีการบิดเบี้ยวสูงที่ฝังอยู่ในเครือข่ายสุ่มอย่างต่อเนื่อง กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบความละเอียดระดับอะตอมยังเผยให้เห็นการมีอยู่หรือไม่มีของ MRO และความหนาแน่นของนาโนคริสตัลไลต์ที่ขึ้นกับอุณหภูมิ พารามิเตอร์ลำดับสองตัวที่เสนอสำหรับคำอธิบายที่ครอบคลุมของ DODการคำนวณเชิงตัวเลขกำหนดแผนผังการนำไฟฟ้าเป็นฟังก์ชันของพารามิเตอร์ทั้งสองนี้ ซึ่งเชื่อมโยงโครงสร้างจุลภาคกับคุณสมบัติทางไฟฟ้าโดยตรงงานของเราแสดงถึงขั้นตอนสำคัญในการทำความเข้าใจความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างและคุณสมบัติของวัสดุอสัณฐานในระดับพื้นฐาน และปูทางให้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้วัสดุอสัณฐานสองมิติ
ข้อมูลที่เกี่ยวข้องทั้งหมดที่สร้างและ/หรือวิเคราะห์ในการศึกษานี้มีให้จากผู้เขียนที่เกี่ยวข้องเมื่อมีการร้องขอที่สมเหตุสมผล
รหัสนี้มีอยู่บน GitHub (https://github.com/vipandyc/AMC_Monte_Carlo; https://github.com/ningusc/AMCProcessing)
Sheng, HW, Luo, VK, Alamgir, FM, Bai, JM และ Ma, E. การบรรจุแบบอะตอมมิกและการสั่งซื้อระยะสั้นและขนาดกลางในแก้วโลหะธรรมชาติ 439, 419–425 (2549)
Greer, AL, ในสาขาโลหะผสมกายภาพ, ฉบับที่ 5(สหพันธ์ Laughlin, DE และ Hono, K.) 305–385 (Elsevier, 2014)
จู WJ และคณะการใช้ชั้นคาร์บอนเดี่ยวที่แข็งตัวอย่างต่อเนื่องวิทยาศาสตร์.ขยาย 3, e1601821 (2017)
ถึง KT และคณะการสังเคราะห์และสมบัติของชั้นเดียวที่รองรับตัวเองของคาร์บอนอสัณฐานธรรมชาติ 577, 199–203 (2020)
Schorr, S. & Weidenthaler, K. (eds.) ผลึกศาสตร์ในวัสดุศาสตร์: จากความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้าง-ทรัพย์สินไปจนถึงวิศวกรรม (De Gruyter, 2021)
หยาง วาย และคณะกำหนดโครงสร้างอะตอมสามมิติของของแข็งอสัณฐานธรรมชาติ 592, 60–64 (2021)
Kotakoski J., Krasheninnikov AV, Kaiser W. และ Meyer JK จากจุดบกพร่องในกราฟีนไปจนถึงคาร์บอนอสัณฐานสองมิติฟิสิกส์.สาธุคุณไรท์..106, 105505 (2011)
Eder FR, Kotakoski J., Kaiser W. และ Meyer JK เส้นทางจากลำดับสู่ความไม่เป็นระเบียบ—อะตอมต่ออะตอมจากกราฟีนไปจนถึงแก้วคาร์บอน 2 มิติวิทยาศาสตร์.บ้าน 4, 4060 (2014)
หวง, พยู.และคณะการแสดงภาพการจัดเรียงอะตอมใหม่ในแก้วซิลิกา 2 มิติ: ชมการเต้นรำของซิลิกาเจลวิทยาศาสตร์ 342, 224–227 (2013)
ลี เอช และคณะการสังเคราะห์ฟิล์มกราฟีนพื้นที่ขนาดใหญ่คุณภาพสูงและสม่ำเสมอบนฟอยล์ทองแดงวิทยาศาสตร์ 324, 1312–1314 (2009)
เรน่า เอ. และคณะสร้างฟิล์มกราฟีนในพื้นที่ขนาดใหญ่ในชั้นต่ำบนพื้นผิวที่ต้องการโดยการสะสมไอสารเคมีนาโนเล็ต9, 30–35 (2552)
Nandamuri G., Rumimov S. และ Solanki R. การสะสมไอสารเคมีของฟิล์มบางกราฟีนนาโนเทคโนโลยี 21, 145604 (2010)
ไก่เจและคณะการประดิษฐ์กราฟีนนาโนริบบอนโดยการเพิ่มความแม่นยำของอะตอมจากน้อยไปมากธรรมชาติ 466, 470–473 (2010)
โคลเมอร์ เอ็ม. และคณะ.การสังเคราะห์เชิงเหตุผลของกราฟีนนาโนริบบอนที่มีความแม่นยำของอะตอมโดยตรงบนพื้นผิวของโลหะออกไซด์วิทยาศาสตร์ 369, 571–575 (2020)
Yaziev OV แนวทางในการคำนวณคุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ของกราฟีนนาโนริบบอนส์เคมีการจัดเก็บถังเก็บ46, 2319–2328 (2013)
จางเจและคณะการเจริญเติบโตที่อุณหภูมิต่ำของฟิล์มกราฟีนแข็งจากเบนซีนโดยการสะสมไอสารเคมีความดันบรรยากาศวิทยาศาสตร์.บ้านหลังที่ 5, 17955 (2015)
ชอย, JH และคณะการลดลงอย่างมีนัยสำคัญในอุณหภูมิการเจริญเติบโตของกราฟีนบนทองแดงเนื่องจากแรงกระจายตัวของลอนดอนที่เพิ่มขึ้นวิทยาศาสตร์.บ้านหลังที่ 3 พ.ศ. 2468 (2556)
วู ต. และคณะฟิล์มกราฟีนต่อเนื่องสังเคราะห์ที่อุณหภูมิต่ำโดยการนำฮาโลเจนมาเป็นเมล็ดพันธุ์ของเมล็ดพืชระดับนาโน 5, 5456–5461 (2013)
จาง PF และคณะB2N2-perylenes เริ่มต้นที่มีการวางแนว BN ต่างกันแองจี้.เคมี.เอ็ดภายใน60, 23313–23319 (2021)
Malar, LM, Pimenta, MA, Dresselhaus, G. และ Dresselhaus, MS Raman spectroscopy ในกราฟีนฟิสิกส์.ตัวแทน 473, 51–87 (2552)
Egami, T. & Billinge, SJ ใต้ยอดเขา Bragg: การวิเคราะห์โครงสร้างของวัสดุที่ซับซ้อน (Elsevier, 2003)
Xu, Z. และคณะTEM ในแหล่งกำเนิดแสดงค่าการนำไฟฟ้า คุณสมบัติทางเคมี และการเปลี่ยนแปลงพันธะจากกราฟีนออกไซด์เป็นกราฟีนเอซีเอสนาโน 5, 4401–4406 (2011)
Wang, WH, Dong, C. & Shek, CH แว่นตาโลหะเชิงปริมาตรโรงเรียนเก่าวิทยาศาสตร์.โครงการ.ตัวแทน 44, 45–89 (2004)
Mott NF และ Davis EA กระบวนการอิเล็กทรอนิกส์ในวัสดุอสัณฐาน (Oxford University Press, 2012)
Kaiser AB, Gomez-Navarro C., Sundaram RS, Burghard M. และ Kern K. กลไกการนำไฟฟ้าใน monolayers กราฟีนที่ได้รับอนุพันธ์ทางเคมีนาโนเล็ต9 พ.ศ. 2330–2335 (2552)
Ambegaokar V., Galperin BI, Langer JS การนำกระแสกระโดดในระบบที่ไม่เป็นระเบียบฟิสิกส์.เอ็ดบี 4, 2612–2620 (1971)
Kapko V., Drabold DA, Thorp MF โครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของแบบจำลองกราฟีนอสัณฐานที่เหมือนจริงฟิสิกส์.รัฐโซลิดิ บี 247, 1197–1200 (2010)
Thapa, R., Ugwumadu, C., Nepal, K., Trembly, J. & Drbold, DA Ab การสร้างแบบจำลองเริ่มต้นของกราไฟท์อสัณฐานฟิสิกส์.สาธุคุณไรท์..128, 236402 (2022)
Mott การนำไฟฟ้าในวัสดุอสัณฐาน NF3. สถานะที่มีการแปลใน pseudogap และใกล้กับจุดสิ้นสุดของแถบการนำและเวเลนซ์นักปรัชญาแม็ก19, 835–852 (1969)
ตวน ดีวี และคณะคุณสมบัติของฉนวนของฟิล์มกราฟีนอสัณฐานฟิสิกส์.ฉบับแก้ไข B 86, 121408(R) (2012)
Lee, Y., Inam, F., Kumar, A., Thorp, MF และ Drbold, DA Pentagonal พับในแผ่นกราฟีนอสัณฐานฟิสิกส์.สเตท โซลิดี บี 248, 2082–2086 (2011)
หลิว แอล และคณะการเจริญเติบโตแบบเฮเทอโรอีพิเทกเซียลของโบรอนไนไตรด์หกเหลี่ยมสองมิติที่มีลวดลายด้วยซี่โครงกราฟีนวิทยาศาสตร์ 343, 163–167 (2014)
Imada I. , Fujimori A. และ Tokura Y. การเปลี่ยนผ่านของฉนวนโลหะนักบวช Modฟิสิกส์.70, 1039–1263 (1998)
Siegrist T. และคณะการแปลความผิดปกติในวัสดุผลึกด้วยการเปลี่ยนเฟสโรงเรียนเก่าแห่งชาติ10, 202–208 (2011)
กรีวาเนก, OL และคณะการวิเคราะห์โครงสร้างและเคมีแบบอะตอมต่ออะตอมโดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบวงแหวนในสนามมืดธรรมชาติ 464, 571–574 (2010)
Kress, G. และFurtmüller, J. รูปแบบการวนซ้ำที่มีประสิทธิภาพสำหรับการคำนวณพลังงานทั้งหมดเริ่มต้นโดยใช้ชุดพื้นฐานของคลื่นระนาบฟิสิกส์.เอ็ดบี 54, 11169–11186 (1996)
Kress, G. และ Joubert, D. จากศักยภาพเทียมแบบอัลตร้าซอฟท์ไปจนถึงวิธีคลื่นด้วยการขยายโปรเจ็กเตอร์ฟิสิกส์.เอ็ดบี 59, 1758–1775 (1999)
Perdue, JP, Burke, C. และ Ernzerhof, M. การประมาณไล่ระดับทั่วไปทำให้ง่ายขึ้นฟิสิกส์.สาธุคุณไรท์..77, 3865–3868 (1996)
Grimme S., Anthony J., Erlich S. และ Krieg H. การกำหนดพารามิเตอร์เริ่มต้นที่สม่ำเสมอและแม่นยำของการแก้ไขความแปรปรวนฟังก์ชันความหนาแน่น (DFT-D) ของ H-Pu 94 องค์ประกอบเจ. เคมี.ฟิสิกส์.132, 154104 (2010)
งานนี้ได้รับการสนับสนุนจากโครงการวิจัยและพัฒนาแห่งชาติของจีน (2021YFA1400500, 2018YFA0305800, 2019YFA0307800, 2020YFF01014700, 2017YFA0206300), มูลนิธิวิทยาศาสตร์ธรรมชาติแห่งชาติของจีน (U1932153, 51872285, 001, 22075001, 11974024, 11874359, 92165101, 11974388, 51991344) , Beijing Natural Science Foundation (2192022, Z190011), Beijing Distinguished Young Scientist Program (BJJWZYJH01201914430039), โครงการวิจัยและพัฒนาพื้นที่สำคัญประจำมณฑลกวางตุ้ง (2019B010934001), Chinese Academy of Sciences Strategic Pilot Program, Grant No. XDB33000000 และ China Academy of Sciences แผนชายแดนของการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญ (QYZDB-SSW-JSC019)JC ขอขอบคุณมูลนิธิวิทยาศาสตร์ธรรมชาติปักกิ่งแห่งประเทศจีน (JQ22001) ที่ให้การสนับสนุนLW ขอขอบคุณ Association for Promoting Youth Innovation of the Chinese Academy of Sciences (2020009) ที่ให้การสนับสนุนส่วนหนึ่งของงานดำเนินการในอุปกรณ์สนามแม่เหล็กแรงสูงที่เสถียรของห้องปฏิบัติการสนามแม่เหล็กสูงของสถาบันวิทยาศาสตร์จีน โดยได้รับการสนับสนุนจากห้องปฏิบัติการสนามแม่เหล็กสูงมณฑลอานฮุยทรัพยากรคอมพิวเตอร์ได้รับการจัดหาโดยแพลตฟอร์มซูเปอร์คอมพิวเตอร์ของมหาวิทยาลัยปักกิ่ง ศูนย์ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ในเซี่ยงไฮ้ และซูเปอร์คอมพิวเตอร์ Tianhe-1A
กำกับโดย: Huifeng Tian, ​​Yinhang Ma, Zhenjiang Li, Mouyang Cheng, Shoucong Ning
ฮุ่ยเฟิง เทียน, ​​เจินเจียน ลี, จุ่ยเจี๋ย ลี, เป่ยฉี เหลียว, ซูเล่ย หยู, ชิจูโอ หลิว, อี้เฟย ลี, ซินหยู ฮวง, จี้ซิน เหยา, ลี ลิน, เสี่ยวซุย จ้าว, ติง เล่ย, หยานเฟิง จาง, เหยียนหลงโหว และเล่ย หลิว
คณะวิชาฟิสิกส์, ห้องปฏิบัติการสำคัญฟิสิกส์สุญญากาศ, มหาวิทยาลัย Chinese Academy of Sciences, ปักกิ่ง, จีน
ภาควิชาวัสดุศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยแห่งชาติสิงคโปร์ สิงคโปร์ ประเทศสิงคโปร์
ห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์โมเลกุลแห่งชาติปักกิ่ง คณะวิชาเคมีและวิศวกรรมโมเลกุล มหาวิทยาลัยปักกิ่ง กรุงปักกิ่ง ประเทศจีน
ห้องปฏิบัติการแห่งชาติปักกิ่งสำหรับฟิสิกส์เรื่องควบแน่น, สถาบันฟิสิกส์, Chinese Academy of Sciences, ปักกิ่ง, จีน