Three-Stage Synthesis of a Cobalt-Embedded Graphene-like Carbon Framework with Long-Range Atomic Order
Institute of Microelectronics Technology RAS（俄罗斯科学院微电子技术研究所）；Samara National Research University（萨马拉国立研究大学）；Faculty of Biology, Lomonosov Moscow State University（莫斯科罗蒙诺索夫国立大学生物学院）；Moscow Institute of Physics and Technology（莫斯科物理技术学院）
本研究通过三阶段方法合成钴原子共价嵌入且长程有序的二维CoGLC材料，并利用电化学剥离制备无表面活性剂导电墨水，展示其在柔性电子、自旋电子学和电催化中的应用潜力。
2025-10-19 cond-mat.mtrl-sci
Near infra-red optical materials from polymeric amorphous carbon synthesised by collisional plasma process
报道了用微波激发碰撞碳氢等离子体法制备类聚合物非晶碳（a-C：H）薄膜。得到稳定的和高度芳香的a-C：H含有显着的夹杂物的聚（对苯撑亚乙烯基）（PPV）。PPV赋予合成材料通用的光电性能。也就是说，具有定制折射率的a-C：H能够在可见光（红色）-近红外波长范围内变得无吸收。包括苯基簇和/或颗粒的大芳烃的产生归因于在碰撞等离子体条件下元素等离子体物质的增强凝聚。还描述了在等离子体合成过程中a-C：H中发生的详细结构和形态变化。
2010-04-27 cond-mat.mtrl-sci
Revolutionary valorization of carbon dioxide into dimethyl carbonate is catalyzed by sodium chloride: cheap, clean, one-pot, and water-free synthesis
本文提出以廉价氯化钠等无机盐为催化剂，在无水、无脱水剂的一锅条件下将CO2和甲醇转化为碳酸二甲酯，并通过计算与实验验证了催化机理，产率最高达19%，显著简化了合成过程。
2023-12-05 cond-mat.mtrl-sci
A New Synthesis Approach for Carbon Nitrides: Poly (Triazine Imide) and Its Photocatalytic Properties
聚（三嗪酰亚胺）（PTI）是属于碳氮化物组的材料，并且已经显示出与甜瓜或g-C3 N4相比具有竞争性性质，特别是在碳氮化物中。作为大多数氮化碳，PTI通常通过热或水热方法合成。我们提出并讨论了一种替代的合成PTI表现出pH依赖性的水溶液中的溶解度。该合成基于在三聚氰胺水溶液的电解过程中自由基的形成、所得三聚氰胺自由基的偶联和PTI的最终形成。我们采用不同的表征技术，以确定PTI作为该反应的产物，并报告了第一个液态NMR实验上的三嗪基碳氮化物。我们表明，PTI具有相对较高的比表面积和pH依赖的吸附带电分子。这种可调吸附对PTI的光催化性能有显着的影响，我们在染料降解实验中研究。
2018-04-09 cond-mat.mtrl-sci
When carbon impurities trigger the synthesis of alpha boron at high pressure and high temperature
结合高压高温实验和密度泛函理论（DFT）计算，研究了碳在高温高压下α-硼形成过程中的作用.从5 GPa下的β菱面体或无定形硼和无定形碳开始，在1473 K和2273 K之间反复观察到α硼相，其温度远高于硼相图中报道的温度。用密度泛函理论研究了碳插入到α-菱面体硼原子结构中对形成焓、体积和光学性质的影响。结果表明，只有（B11 C）取代的二十面体缺陷才能解释α-硼中观察到的轻微体积收缩。它也与观察到的α硼晶体的红色相一致，并且始终具有非常低的形成能。我们的计算还提供了一个校准工具，以评估样品中的碳浓度。最后，合成温度被发现是一个简单的手段来调整碳浓度的需求。
2022-12-17 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis of Single-crystal-like Nanoporous Carbon Membranes and Their Applications in Overall Water Splitting
具有确定的化学组成和孔结构的纳米多孔石墨碳膜是积极追求的新型纳米材料。与在能量产生/转换和环境修复中主导多孔碳研究和应用的易于制造的多孔碳粉末相比，多孔碳膜由于其结构完整性、互连性和纯度而从应用角度来看更具挑战性。在这里，我们报告了一个简单的自下而上的方法来制造大尺寸的，独立的，多孔碳膜，具有不寻常的单晶状石墨秩序和分层孔结构加上有利的氮掺杂。当负载有钴纳米颗粒时，这种碳膜用作用于整体水裂解的高性能碳基非贵金属电催化剂。
2017-01-20 cond-mat.mtrl-sci
Combination effect of growth enhancers and carbon sources on synthesis of single-walled carbon nanotubes from solid carbon growth seeds
在高度结晶的单壁碳纳米管（SWCNT）的合成中，高生长温度是优选的，而杂质无定形碳（a-C）的形成导致SWCNT生长的终止并降低其性质。为了去除这种副产物，H2O和CO2由于其氧化能力而被用于金属催化的SWCNT生长系统中。近年来，非金属纳米颗粒由于其高熔点和较少的金属杂质而成为生长种子候选者之一。在这项研究中，通过使用纳米金刚石衍生的碳纳米颗粒作为固体生长种子，我们研究了CO2和H2O对高温单壁碳纳米管生长的影响与两种类型的碳源供应：C2 H2和C2 H4。在该生长体系中，H_2O对两种碳源的a-C都表现出氧化能力。CO2在C2 H4供应的生长中表现出类似的a-C形成阻止作用，并且在C2 H4浓度高于H2O的情况下实现了更高纯度的SWCNTs。然而，与其他组合相比，在C2 H2供应的生长中的CO2注入显著增强了a-C的形成而不是其去除，同时单壁碳纳米管的产率也增加，这表明CO2和C2 H2之间发生了脱水反应。目前的研究结果将导致高品质的单壁碳纳米管从非金属生长种子与生长促进剂的使用的有效增长。
2023-02-21 cond-mat.mtrl-sci
Hydrothermal Synthesis of Carbon Nanospheres
通过控制葡萄糖水热缩聚反应的温度，制备了不同尺寸的碳纳米球。采用TEM、SEM、XRD、Raman光谱、TGA和DSC等手段对合成粒子的表面形貌、结构、光学和热性能进行了表征。在$500^{o} C$下煅烧后，与未经煅烧的颗粒相比，颗粒的形态和分散性得到了改变，并减小了它们的尺寸。热研究还表明，颗粒在$520^{o}C$之后从非晶相转变为结晶相并实现热稳定性，这也可以通过拉曼光谱中D带和G带的存在来验证。总体结果表明，碳纳米球是硬固体，并且高度分散，尺寸范围为50 nm至300 nm。
2017-06-18 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis and Characterization of Photoreactive TiO2/Carbon Nanosheet Composites
我们报告原子层沉积的钛白碳纳米片模板和研究的影响，沉积后退火在氦气环境中使用不同的表征技术。使用原位X射线衍射观察退火后钛白涂层的结晶。通过扫描电子显微镜和先进的透射电子显微镜技术对薄膜的（微观）结构进行表征。我们的研究表明，原子层沉积处理和碳纳米片模板钛白层在氦气环境中的退火结果在多孔，纳米晶和光催化活性的钛白-碳纳米片复合膜的形成。此类复合材料适用于光催化和染料敏化太阳能电池应用。
2015-02-25 cond-mat.mtrl-sci
Atomic Layer Deposition-Based Synthesis of Photoactive TiO2 Nanoparticle Chains by Using Carbon Nanotubes as Sacrificial Templates
通过煅烧TiO 2包覆的多壁碳纳米管（MWCNTs）制备了高度有序的自支撑TiO 2纳米粒子链。在退火过程中，通过原子层沉积（ALD）沉积到MWCNT上的薄管状TiO 2涂层被转化为具有纳米表面积（137 cm 2/cm 2基底）的TiO 2纳米颗粒链（~12 nm直径），同时从MWCNT中去除碳。光催化降解乙醛的测试证明，这些森林的二氧化钛纳米粒子链是高度的光活性在紫外光下，因为它们的结晶良好的结晶的结晶相。
2014-10-22 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis of ultra-incompressible sp3-hybridized carbon nitride
具有C-N组成的材料的研究在创造材料方面具有很大的希望，这些材料由于非常强和相对低离子的C-N键而在硬度上与金刚石相媲美。C-N化合物的早期实验和理论工作是基于与二元A3 B4结构类型的结构相似性;然而，C3 N4的合成仍然难以捉摸。在这里，我们探索了在高压和高温下从元素材料无偏合成。利用原位同步辐射X射线衍射和拉曼光谱，我们证明了在55 GPa和7000 K以上合成了具有sp3杂化碳的高度不可压缩的Pnnm CN化合物。这一结果得到了第一性原理进化搜索的支持，发现Pnnm CN是10.9 GPa以上最稳定的化合物。在低于6 GPa的压力释放时，合成的CN化合物非晶化，重新达到其1：1的化学计量，如能量色散X射线光谱所证实的。这项工作强调了理解新的高压化学规则的重要性，并为超硬材料的合成开辟了新的途径。
2014-12-11 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis methods of graphitic carbon nitride: a superior photocatalyst
近年来，共轭聚合物如石墨碳氮化物（g-C3 N4）在利用可再生能源和通过光催化分解水进行环境修复方面引起了研究人员的极大关注。其适度的电子带隙结构有助于吸收大量太阳辐射的大光谱，用于通过水裂解法产生氢，一种高密度化学能源。其出色的物理化学稳定性使其成为可靠的能量转换材料。研究人员的另一个关键属性是合成原始g-C3 N4及其用金属和非金属材料改性的纳米复合材料结构的简单方法。g-C_3 N_4可以通过化学和物理两种方法合成。在这项工作中，观察到的结构，光学和光催化性能的优越性，在物理开发的g-C3 N4化学合成的g-C3 N4已被讨论，并在这些研究的基础上，提出了一个合适的合成方法。
2019-02-13 cond-mat.mtrl-sci
Low temperature fullerene encapsulation in single wall carbon nanotubes: synthesis of N@C$_{60}$@SWCNT
报道了在低至69 $^{o}$ ℃的温度下，在溶剂中用C $_{60}$和C $_{70}$富勒烯高度填充单壁碳纳米管（SWCNT）。富勒烯和SWCNT的混合物在正己烷中长2小时的浸泡导致C $_{60}$、C $_{70}$ @SWCNT、富勒烯豆荚材料的高产率。用透射电镜、拉曼光谱、电子能量损失谱和X射线散射对豆荚状填料进行了表征。我们应用该方法合成了温度敏感的（N@C $_{60}$：C $_{60}$）@SWCNT，电子自旋共振谱证实了这一点。溶剂制备的peapod样品可以转化为双壁纳米管，从而实现DWCNT的高产率和工业规模化生产。
2003-10-14 cond-mat.mtrl-sci
Large scale synthesis of 2D graphene oxide by mechanical milling of 3D carbon nanoparticles in air
针对氧化石墨烯大规模合成难题，提出在空气中球磨碳烟中碳纳米颗粒的低成本方法，并揭示研磨时间对层厚、结构有序性、氧化程度及GO含量的影响。
2023-07-18 cond-mat.mtrl-sci
Hydrothermal Synthesis of Carbon and Sulfur Mono-Doped Sodium Tantalates
采用高效节能的一步水热法合成了碳硫掺杂和未掺杂钽酸钠。在140 $^\circ$ C的温度下，在富碱气氛中合成未掺杂的钽酸钠纳米立方体，并在180 $^\circ$ C下合成掺杂的钽酸钠纳米立方体12小时。未掺杂、碳掺杂和硫掺杂的钽酸钠纳米立方体的尺寸分别为38 nm、45 nm和40 nm。采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线能谱（EDS）、拉曼光谱、X射线粉末衍射（XRD）、热重分析（TGA）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和紫外可见分光光度计对掺杂和未掺杂钽酸钠（NaTaO $_3$）的形貌、元素、组成、结构、热性能和物理性能进行了表征。硫掺杂的NaTaO $_3$对亚甲蓝的光催化降解活性高于碳掺杂和未掺杂的NaTaO $_3$。使用Tauc图计算未掺杂的NaTaO $_3$、碳掺杂的c-NaTaO $_3$和硫掺杂的s-NaTaO $_3$的带隙分别为3.94 eV、3.8 eV和3.52 eV。
2021-03-21 cond-mat.mtrl-sci
Quantum dot attachment and morphology control by carbon nanotubes
纳米技术的新应用依赖于定制纳米结构的设计。为此，碳纳米管和纳米颗粒被深入研究。在这项工作中，我们研究了非官能化的碳纳米管的影响，通过有机金属胶体路线的合成的CdSe纳米粒子。这种新的合成方法不仅提供了一种将纳米颗粒非共价连接到碳纳米管上的有效途径，而且还代表了一种控制纳米颗粒形状的新方法。
2008-06-02 cond-mat.mtrl-sci
$\mathrm{Fe}_{1-x}\mathrm{Ni}_x$ Alloy Nanoparticles Encapsulated inside Carbon Nanotubes: Controlled Synthesis, Structure and Magnetic Properties
在目前的工作中，不同的合成程序已被证明填充碳纳米管（CNT）与$\mathrm{Fe}_{1-x}\mathrm{Ni}_x$合金纳米粒子（x = 0.33，0.5）。碳纳米管作为模板用于磁性纳米颗粒的封装，并提供抗氧化的保护屏蔽以及防止纳米颗粒团聚。通过改变反应参数，样品的纯度，填充度，填充纳米颗粒的组成和尺寸已经被定制，因此磁性能。采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线粉末衍射仪（XRD）、超导量子干涉仪（SQUID）和热重分析仪（TGA）对样品进行了分析。Fe 1-xNix填充的碳纳米管显示出巨大的增强，在矫顽场相比，相应的散装材料，这使它们成为几个应用，如磁存储设备的优秀候选人。
2018-09-27 cond-mat.mtrl-sci
Direct Band Gap Semiconducting Holey Graphyne: Structure, Synthesis and Potential Applications
本文报道了以1，3，5-三溴-2，4，6-三乙炔基苯为原料，通过Castro-Stephens偶联反应，在界面双溶剂体系中合成二维（2D）单晶多孔石墨炔（HGY）。HGY是一种新型的二维碳同素异形体，其结构由六顶点环和八顶点环组成。HGY的碳-碳二维网络由苯环和sp（碳-碳三键）键交替连接。sp与sp2键的比例为50%。通过DFT计算证实了HGY是稳定的。对HGY的振动、光学和电学性质进行了理论和实验研究。它是一种p型半导体，具有自然直接带隙（~ 1.0 eV），在室温下具有高空穴迁移率和电子迁移率。这份报告有望帮助开发一种新型的高迁移率碳基半导体器件。
2019-07-08 cond-mat.mtrl-sci
Controllable synthesis of single-, double- and triple-walled carbon nanotubes from asphalt
以沥青为碳源，采用电弧放电法可控合成了单壁、双壁和三壁碳纳米管（SWNTs、DWNTs和TWNTs）。采用扫描电子显微镜（SEM）、高分辨透射电子显微镜（HRTEM）、拉曼光谱（Raman）和能谱（EDX）对Fe催化合成的3种产物的形貌和结构进行了表征。结果表明，不同的缓冲气体强烈影响合成的纳米管中的层数。在He气体气氛中，只有单壁碳纳米管被发现通过电弧放电合成的情况下，在Ar气体气氛中，其中只有TWNTs形成对比。在N2气氛下合成了单壁碳纳米管和双壁碳纳米管。我们的研究结果表明，沥青是一个合适的工业碳源的不同类型的纳米管的生长。
2014-06-09 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis of Ultra-Incompressible Carbon Nitrides Featuring Three-Dimensional Frameworks of CN4 Tetrahedra Recoverable at Ambient Conditions
三十多年前，具有四面体CN 4单元的3D框架的氮化碳被认为是材料科学的伟大愿望之一，期望具有大于或相当于金刚石的硬度。从那时起，没有明确的实验证据证明它们的存在。在这里，我们报告的高压高温合成的长期寻求后的共价碳氮化物，tI 14-C3 N4，hP 126-C3 N4，和tI 24-CN2，在激光加热金刚石对顶砧单元。用同步辐射单晶X-射线衍射分析了它们的结构。在这些固体中，所有sp3杂化的碳原子和氮原子都是完全饱和的，分别形成四个和三个共价键，从而导致角共享的CN 4四面体的三维排列。这些碳氮化物是超不可压缩的，其中hP 126-C3 N4和tI 24-CN 2甚至可以与金刚石的不可压缩性相媲美，并且超硬。这些新化合物可以结晶形式回收到环境条件下，并且在空气中化学稳定。作为一种电子结构独特的宽带隙半导体材料，除了具有优异的力学性能外，还具有许多特殊的功能，为材料科学的发展开辟了新的前景。
2022-09-05 cond-mat.mtrl-sci
Scalable synthesis and characterization of multilayer $γ$-graphyne, new carbon crystals with a small direct bandgap
$γ$ -石墨烯是碳的最对称的sp2/sp1同素异形体，其可以被视为通过在所有芳环之间插入两个碳炔属单元而均匀膨胀的石墨烯。迄今为止，本体$γ$ -石墨炔的合成仍然是一个挑战。本文报道了通过结晶辅助的不可逆交叉偶联聚合合成多层$γ$ -石墨炔。这种新的碳相的综合表征，包括同步辐射X射线衍射，电子衍射，侧向力显微镜，拉曼光谱和红外光谱，和循环伏安法。实验结果表明，$γ$ -石墨炔是一种带隙为0.48 eV的半导体，其六方晶a轴间距为6.88 μ m，层间距为3.48 μ m，与理论预测一致.所观察到的晶体结构具有非周期性片层堆叠。该材料在高达240 $^\circ$ C的温度下是热稳定的，但在更高的温度下会发生转变。虽然传统的2D聚合和网状化学依赖于通过可逆性进行纠错，但我们证明了在纯动力学控制下可以合成周期性共价晶格。所报告的方法是可扩展的，并启发扩展到石墨烯家族的其他同素异形体。
2023-01-12 cond-mat.mtrl-sci
First-principles study of lithium-doped carbon clathrates under pressure
本文从理论上研究了C $_{46}$和Li $_8$ C $_{46}$ Ⅰ型碳笼合物在压力下的行为，以期为它们的合成提供新的信息。利用\textit{ab initio}计算，我们研究了这两种碳基笼状材料在压力下的能量和结构性质。与金刚石相比，这些低密度亚稳相显示出大的负压转变，这代表了它们合成的严重障碍。然而，我们的证据表明，一个最小的能量势垒可以达到接近40 GPa，这表明在极端的压力和温度条件下的锂包合物的合成是可能的。电子能带结构与相关的态密度的行为在压力下，以及与压力的依赖关系的主动拉曼模式也被检查。
2007-11-15 cond-mat.mtrl-sci
Carbon nanostructures obtained by underwater arc discharge of graphite electrodes: Synthesis and characterization
在目前的工作中，应用的方法获得几个碳纳米结构的石墨电极的水下电弧放电。通过透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、拉曼光谱、原子力显微镜（AFM）和X射线衍射（XRD）对所得产物的分析表明，从漂浮在水面上的材料中收集的样品主要由多面体洋葱状颗粒组成，而从沉淀物中收集的样品则是多壁纳米管的混合物，洋葱状颗粒和其它石墨结构。所获得的纳米结构的主要特征进行了讨论。
2015-02-13 cond-mat.mtrl-sci
Exogenous Metal Cations in the Synthesis of CsPbBr3 Nanocrystals and their Interplay with Tertiary Amines
Istituto Italiano di Tecnologia（意大利理工大学）；Lund University（隆德大学）；BCMaterials, Basque Center for Materials, Applications, and Nanostructures, UPV/EHU Science Park（巴斯克材料、应用与纳米结构中心（UPV/EHU科学园））；Ikerbasque Basque Foundation for Science（伊克尔巴斯科巴斯克科学基金会）
研究通过引入外源金属阳离子优化CsPbBr3纳米晶合成，发现其与三级胺的相互作用可提高发光效率并重塑纳米晶形貌。
2025-12-09 cond-mat.mtrl-sci
Data for the green synthesis of exceptional braided, helical carbon nanotubes and nano spiral platelets made directly from CO$_2$
本文描述了与今日材料化学文章结合使用的基线数据：直接由CO $_2$制成的特殊编织螺旋碳纳米管和纳米螺旋片晶的绿色合成。数据包括拉曼，XRD，SEM，TEM，EDX和高对比度TEM的常规碳纳米管（CNT）的合成从二氧化碳电解分裂在熔融电解质中的主文章中生长的合成螺旋碳纳米管进行比较。该数据文章还呈现了SEM，其显示不受控制的电解CO $_2$分裂导致弯曲和变形的CNT，而不是直的或螺旋形的CNT，以及SEM，其显示螺旋形碳纳米管和螺旋形碳纳米片可以在仅部分控制电解电流并且没有缺陷诱导剂的情况下产生。发现了一种新的、廉价的高纯度螺旋纳米碳的合成方法。非螺旋类似物的基线和比较实验数据。通过熔融碳酸盐电解从温室气体CO $_2$合成非螺旋和螺旋纳米碳。
2021-10-11 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Room-temperature synthesis of graphene-like carbon sheets from C2H2, CO2 and CO on copper foils
对于一些催化反应，如合成大面积和高质量的石墨烯，需要高温。所提到的石墨烯可以通过在800 - 1000 ℃下在铜箔上的化学气相沉积（CVD）工艺获得。在这里，我们描述了一种室温合成方法，首次从不同的碳源，包括乙炔，二氧化碳和一氧化碳，在铜箔上使用启发式方法，这是从催化剂科学中的一些电子促进剂的作用的启发。促进剂是增加催化活性的物质，但它们本身不是催化剂。在这项研究中，我们使用电荷来修改的电子效应的催化剂，这是由压电材料。
2016-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Single step synthesis of size-controlled carbon quantum dots using electrochemical etching of graphite
碳量子点（CQD）是纳米级sp2杂化碳颗粒。在这项工作中，我们提出了一个简单的一步合成的CQDs的电化学粉碎方法和技术，以控制其尺寸在其生长过程中。从市售铅笔电池中提取的石墨棒用作电极：碳源。在生长过程中，以十二烷基硫酸钠（SDS）为封端剂，通过控制电流对溶液进行刻蚀，合成了不同尺寸的CQDs。所形成的受控尺寸的CQD可用作生物成像和传感平台的荧光标记物，用于广泛的应用。
2020-11-06 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Controlling Carbon Nanostructure Synthesis in Thermal Plasma Jet: Correlation of Process Parameters, Plasma Characteristics, and Product Morphology
Plasmas, Processes & Integration of Nanomaterials (2PIN) Laboratory, Department of Chemical Engineering and Biotechnological Engineering, Université de Sherbrooke（舍布鲁克大学化学工程与生物化学工程系等离子体、工艺与纳米材料集成实验室）；Institut Interdisciplinaire d’Innovation Technologique (3IT), Université de Sherbrooke（舍布鲁克大学跨学科技术创新研究所）
本研究通过分析工艺参数、等离子体特性与产物形貌之间的关系，揭示了控制碳纳米结构合成的关键因素。
2025-12-04 cond-mat.mtrl-sci
Carbon Nanotube Wools Directly from CO2 By Molten Electrolysis Value Driven Pathways to Carbon Dioxide Greenhouse Gas Mitigation
提出了一种气候减缓综合解决方案，通过熔融碳酸盐电解法从CO2中首次高产量、低能耗合成宏观长度的碳纳米管（CNT）羊毛，适用于编织成碳复合材料和纺织品。如果二氧化碳成为一种可寻求的资源而不是温室气体污染物，那么二氧化碳浓度的增加、同时发生的气候变化和物种灭绝就可以得到解决。由碳棉作为较轻的金属、纺织品和水泥替代物形成的廉价碳复合材料构成了一个主要的市场汇，用于复合储存转化的人为CO2。在蒙乃尔合金上生长的碳纳米管比钢长100倍。蒙乃尔合金、电解质平衡和混合金属成核促进了合成。CO2是这种转化中的唯一反应物，可直接从稀释（大气）或浓缩源中提取，并且成本仅受电力（低）成本的限制。今天，每吨CNT价值10万美元的估值激励了二氧化碳的去除。
2017-05-24 cond-mat.mtrl-sci
Kinetically controlling surface atom arrangements in thermally robust, amorphous high-entropy alloy nanoparticles by solvent selection
本研究以坎托合金为模型，通过溶剂选择在纳秒脉冲激光合成中控制碳掺杂，实现非晶高熵纳米颗粒表面原子排列的动力学调控，并提出了相关形成机制。
2025-05-22 cond-mat.mtrl-sci
Fast Transfer-free Synthesis of High-quality Monolayer Graphene on Insulating Substrates by Simple Rapid Thermal Treatment
在给定的电介质衬底上无转移合成高质量、大面积石墨烯，这对于器件应用是非常理想的，仍然是一个重大的挑战。在本文中，我们报告了一种简单的快速热处理方法，用于从固体碳源在SiO2/Si衬底上快速直接生长高质量，大规模的单层石墨烯。在RTT工艺中采用了固体碳层/铜膜/SiO2的堆叠结构。插入的铜膜不仅充当碳前体的活性催化剂，而且还充当防止过早碳溶解的“过滤器”，因此有助于在SiO2/Si上生长单层石墨烯。所产生的单层石墨烯在室温下表现出高达3000 cm 2 V-1 s-1的高载流子迁移率和标准半整数量子振荡。
2015-07-20 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis of boron carbide from its elements up to 13 GPa
研究了在高压下由元素反应物形成碳化硼，并通过改变（P，T，反应物）条件确定了最佳参数。为此，商业β菱面体硼和无定形玻璃碳的化学计量混合物已经在2 GPa、5 GPa和13 GPa的压力下经受1473 K至2473 K的温度。在2GPa和5GPa下对β硼和石墨以及无定形硼和无定形碳的混合物重复了类似的合成。碳化硼的碳浓度被证明是受压力的影响，在该压力下，它是由元素合成的，我们建议压力作为一种手段来控制碳含量。的形成温度示出的压力和反应物的选择的影响。还研究了温度循环对形成温度的影响。在形成碳化硼之前，在5 GPa下观察到作为中间相的α硼的形成。
2021-03-16 cond-mat.mtrl-sci
Selective Synthesis Combined with Chemical Separation of Single-Walled Carbon Nanotubes for Chirality Selection
单壁碳纳米管（SWNTs）是未来纳米电子学的潜在材料。由于单壁碳纳米管的电子和光学性质强烈依赖于管径和手性，通过选择性生长或化学分离获得具有窄（n，m）手性分布的单壁碳纳米管一直是研究的活跃领域。在这里，我们证明了一种新的，cross-FeRu催化剂提供单壁碳纳米管生长窄直径和手性分布在甲烷CVD。根据UV-vis-NIR吸收和光致发光激发/发射（PLE）光谱表征，在600 ℃下，在FeRu催化剂上的甲烷CVD主要产生（6，5）SWNT。在850 ℃下，产生的主要半导体物质是（8，4）、（7，6）和（7，5）SWNT，其直径和手性分布比通过其他催化剂生长的材料窄得多。此外，我们表明，窄直径/手性生长结合离子交换色谱法（IEC）的化学分离，极大地促进实现单（m，n）单壁碳纳米管样品，如通过获得高度富集（8，4）单壁碳纳米管与近消除金属单壁碳纳米管存在于生长的材料。
2007-11-27 cond-mat.mtrl-sci
Carbon-atom wires produced by nanosecond pulsed laser deposition in a background gas
sp-hybridized碳原子的导线吸引了人们的兴趣，碳科学的基础方面和他们的吸引力的功能特性。已经报道了通过物理气相沉积的合成提供富含sp的碳膜，但仍需要进一步开发和详细理解。在这里，碳原子线（CAWs）的合成已经实现了纳秒脉冲激光沉积（PLD）expoliting时发生的烧蚀等离子体被限制在背景气体中的强烈的非平衡条件。沉积薄膜的表面增强拉曼散射（SERS）光谱表明，碳原子线与主要的$sp^2$无定形碳混合在一个$sp-sp^2$杂化材料。通过改变沉积参数，研究了sp-碳相沉积的最佳条件，从而提出了碳丝形成的基本机理。我们的概念验证可能会为碳原子线和$sp-sp^2$结构的定向制造开辟新的前景。
2016-01-12 cond-mat.mtrl-sci
Gas-phase synthesis of carbon nanotube-graphene heterostructures
石墨烯和碳纳米管（CNTs）具有相同的六方碳晶格原子结构。然而，它们的合成在许多方面不同，包括催化剂的形状和大小。在这里，我们展示了一种浮动催化剂化学气相沉积（FCCVD）技术，用于无衬底，单步生长的CNT-石墨烯异质结构（CNT-G-H），使用乙烯作为碳源。CNT-G-H的形成通过晶格分辨（扫描）透射电子显微镜（STEM）和电子衍射实验直接证明，并通过原子力显微镜（AFM）证实。我们的实验表明，石墨烯纳米片的相对数密度可以通过优化合成条件来调节。由于在应用的过程中，结构的形成发生在气体悬浮液中，合成的CNT-G-H膜可以在环境温度下以任意厚度沉积在任何表面上。此外，这种具有很强通用性的CNT-G-H合成工艺也已在多种催化剂和装置的乙烯基FCCVD多系统中实现。
2019-04-17 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Fluorescent Carbon Nanoparticle: Synthesis, Characterization and Bio-imaging Application
采用硝酸氧化炭黑的方法合成了粒径为2-6 nm的荧光碳纳米颗粒（CNP），量子产率约为3%，该方法可用于毫克级水溶性纳米颗粒的合成。这些CNP是具有主要石墨结构的纳米晶体，并且在UV暴露下显示绿色荧光。虽然硝酸氧化诱导氮和氧结合到烟灰颗粒中，提供水溶性和发光性质;从不同尺寸颗粒的混合物中分离小颗粒提高了荧光量子产率。这些CNP显示了令人鼓舞的细胞成像应用。它们进入细胞而没有任何进一步的功能化，并且这些颗粒的荧光性质可以用于基于荧光的细胞成像应用。
2009-09-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Nucleation and Growth of bundles of Single-Wall Carbon Nanotubes (C-SWNTs): the Benard-Marangoni Instability (BMI) model
一个完整的解释的金属催化剂纳米粒子的合成，以及随后的成核和生长的碳单壁碳纳米管束引入使用一种新的模型。它示出的合成过程导致形成的液体层过饱和的碳周围的每个金属催化剂纳米颗粒。一个solutal Bénard-Marangoni不稳定性和随后形成的模式的六边形对流细胞在液体层的发病预测和量化的线性和弱非线性分析。解释了对流胞中心碳单壁碳纳米管的成核和生长过程。
2004-11-26 cond-mat.mtrl-sci
A novel approach towards selective bulk synthesis of delaminated graphenes in an electric arc
在这里，我们展示了选择性的批量规模合成分层石墨烯片通过适当选择的磁场调制电弧。在氩气气氛中升华超高纯度玻璃石墨阳极。在阴极上形成的沉积物内发现了碳纳米管以及石墨烯片。通过改变由永磁体阵列产生的外部磁场的强度和方向，分别合成了具有最小结构缺陷的高纯度碳纳米管和石墨烯片。所合成的碳质样品的特征在于与透射电子显微镜，选区电子衍射，拉曼光谱和热重分析的帮助下，优化最高的选择性生产分层石墨烯。这种优化是通过改变外部磁场的强度和方向来完成的。合成的石墨烯片表现出相对高的石墨化度和低的结构缺陷密度，如通过RS所证实的。它们被发现表现出更高的氧化温度比碳纳米晶颗粒的热重分析推断。此外，由于它们的表面能最小化，发现它们在它们的边缘处形成涡旋状碳纳米管。这通过选区电子衍射分析得到证实。有了这项新技术，我们可以成功地以每小时几克的速度合成分层的石墨烯。
2008-10-21 cond-mat.mtrl-sci
Site selective synthesis of in situ Ni filled multiwalled carbon nanotubes using Ni(salen) as a catalyst source
通过在850 ℃下使用Ni（salen）和常规光致抗蚀剂的简单混合物在Si上用丙烷进行大气压化学气相沉积来进行Ni填充的多壁碳纳米管的合成。使用扫描电子显微镜连同高分辨率透射电子显微镜的碳纳米管的分析表明，纳米管已经通过尖端生长机制生长，并表现出多壁结构与部分Ni填充。高质量的镍填充的纳米管是由拉曼光谱证明。利用超导量子干涉仪对Ni填充纳米管的磁性进行了分析，揭示了它们的铁磁行为和大的矫顽力。通过一种简单的生长方法，实现了高质量镍填充碳纳米管的可规模化和位置选择性生长。
2019-08-13 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Molecular Precursor Chemistry Shapes Early-Stage Reaction Pathways in Nitrogen-Doped Carbon Nanotube Synthesis
Warsaw University of Technology（华沙理工大学）；Lublin University of Technology（卢布林理工大学）；BCMaterials, Basque Center for Materials, Applications and Nanostructures, UPV/EHU Science Park（BCMaterials，巴斯克材料、应用和纳米结构中心，UPV/EHU科学园）；Ikerbasque, Basque Foundation for Science（Ikerbasque，巴斯克科学基金会）；Cranfield University（克兰菲尔德大学）
该研究结合实验与反应分子动力学，发现氮掺杂碳纳米管合成的前驱体化学可调控早期反应路径，含氮前驱体改变催化剂演化的局部相互作用，影响碳纳米管结构。
2026-10-14 cond-mat.mtrl-sci
Sol-gel synthesis of Li3VO4/C composites as anode materials for lithium-ion batteries
以酒石酸、苹果酸和葡萄糖为螯合剂和碳源，采用溶胶-凝胶法合成了Li 3VO 4/C复合材料，并在650 °C下退火1 h。这些有机添加剂的存在对最终产物的形态和微晶尺寸有关键影响。结果表明，Li 3VO 4/C作为锂离子电池负极材料的电化学性能受材料的形貌、织构和碳含量的影响。当使用羧酸作为碳源时，获得具有介孔结构和高表面积的复合物，其显示出增强的电化学活性。最初，获得约400 mAh g-1的可逆容量。相比之下，用葡萄糖合成的Li 3VO 4/C在循环稳定性方面表现优异。它表现出299 mAh g-1的放电容量在100次循环后对应于96%的优异的容量保持率。碳复合材料对Li 3VO 4的电化学性能有良好的影响。
2020-12-01 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis and structure of carbon doped H3S compounds at high pressure
最近报道的C-S-H化合物在267 GPa下的推定接近室温的超导性的理解需要可重复的合成方案以及其结构和组成的知识。我们在高压下由元素C和甲烷CH 4、硫S和分子氢H2合成了具有各种碳组成的C-S-H化合物。在这里，我们专注于使用甲烷合成的化合物，因为这些化合物可以通过结合单晶X射线衍射（XRD）和拉曼光谱直接确定其结构和组成。我们应用两阶段合成（（CH_4）_x（H_2S）_（1-x））_2 H_2化合物，首先使硫和混合甲烷-氢流体反应并在0.5- 3GPa下形成CH_4掺杂的H_2S晶体，然后通过生长所需富氢化合物的单晶。应用于这种材料的拉曼光谱显示存在的CH 4分子纳入晶格，并允许确定CH 4含量，而单晶X射线衍射结果表明，甲烷分子取代H2S分子。这些化合物的结构行为是非常相似的，以前研究的甲烷自由化合物，证明过渡从Al 2Cu型I4/mcm结构的调制结构在20-30 GPa，并返回到相同的基本结构，在一个扩展的修改大大修改拉曼光谱。后一个相在132-159 GPa时表现出变形为Pnma结构，然后在更高压力下转变为常见的Im-3 m H3 S相，然而，在220 GPa附近没有检测到结构异常，其中Tc急剧上升。
2021-09-30 cond-mat.mtrl-sci
CVD Synthesis of Small-Diameter Single Walled Carbon Nanotubes on Silicon
发展了一种化学气相沉积超SD单壁碳纳米管的简单工艺。在该方法中，使用浓度为400 μ g/mlit的硝酸铁九水合物异丙醇溶液来催化氧化硅晶片上的纳米颗粒形成。基底上的氧化物由夹在两层薄的干氧化物之间的厚的湿氧化物层制成。该工艺产生了直径小于0.7nm和带隙能量大于1 ev的半导体单壁碳纳米管（SWNTs），这是有史以来报道的最小直径的SWNTs之一。
2012-07-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Surface characterisation of template-synthesised multi-walled carbon nanotubes
本文通过物理吸附和透射电镜表征模板合成多壁碳纳米管，发现其存在分支、直径不规则和表面缺陷，并与CCVD法制备的纳米管比较了氪吸附等温线，报道了退火对表面结晶度的影响。
2023-05-09 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Preliminary Synthesis of Carbon Nitride Thin Films by N$_2$/CH$_4$ Microwave Plasma Assisted Chemical Vapour Deposition: Characterisation of the Discharge and the Obtained Films
采用微波等离子体辅助化学气相沉积法在N $_2$ /CH $_4$混合气体中制备了晶态氮化碳薄膜。通过光学发射光谱的放电分析表明，N $_2$ /CH $_4$比率的增加涉及CN和C $_2$自由基的重要产生。在薄膜中的X射线能量色散谱表明，当N $_2$中的CH $_4$百分比增加时，N/C比降低。用X射线衍射和电子衍射研究了氮化碳薄膜的性质。扫描电子显微镜显示薄膜由纳米晶粒组成。对于CH $_4$百分比高于4%，碳球也存在于膜表面上。透射电子显微镜证实了薄膜的纳米结构，并显示了各向同性蚀刻的基板，在薄膜生长过程中。
2021-09-10 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Microwave-driven synthesis and modification of nanocarbons and hybrids in liquid and solid phases
本综述系统梳理了近十年微波辅助制备与改性各类纳米碳及杂化物的研究进展，分析了相关反应机理、性能提升原因及微波加热原理，为纳米碳材料的高效合成与应用提供参考。
2025-01-18 cond-mat.mtrl-sci
Nearly Exclusive Growth of Small Diameter Semiconducting Single-Wall Carbon Nanotubes from Organic Chemistry Synthetic End-Cap Molecules
单壁碳纳米管（SWCNTs）的制备一直是制约其广泛应用的主要障碍。近年来，人们对探索和合成包括富勒烯、短纳米管和纳米管侧壁在内的明确的碳纳米结构越来越感兴趣，旨在控制单壁碳纳米管的合成。这种方法的一个显著优点是不使用金属催化剂，并且所产生的纳米管将没有金属污染。然而，这些方法中的许多方法具有低产量或纳米管均匀性的可控性差的缺点。在这里，我们报告了一种全新的方法来实现高效率的无金属生长的近纯SWCNT半导体，广泛的光谱表征，电输运测量和密度泛函理论计算的支持。我们的策略结合了自下而上的有机化学合成与气相外延延伸。我们确定了在纳米管生长的单壁碳纳米管的电子性质和它们的直径之间的强相关性。本研究不仅为半导体单壁碳纳米管的电子应用提供了材料平台，而且有助于对单壁碳纳米管的生长机理和可控合成的基本理解。
2014-12-18 cond-mat.mtrl-sci
Stable, carbon-free inks of Cu2ZnSnS4 nanoparticles synthesized at room temperature designed for roll-to-roll fabrication of solar cell absorber layers
我们报道了一种新的室温合成环境友好的铜锌锡硫化物（$Cu_2ZnSnS_4$）纳米粒子的方法。该方法显示出组成上的稳健性，并且能够产生适用于太阳能电池中的吸收层的$S^{2-}$稳定的无碳纳米颗粒油墨。未检测到工艺中的有机残留物。金属组成和第二相的出现在此与合成条件相关：通过利用Cu/Sn < 1.8的反应物浓度和Sn（II）作为锡源，可以避免形成$Cu_xS$相，当其存在于最终吸收体层中时，其对太阳能电池性能是有害的。随着纳米颗粒尺寸接近$Cu_2ZnSnS_4$的玻尔半径，带隙可以加宽至1.7 eV。此外，研究了形成这种$Cu_2ZnSnS_4$纳米颗粒的稳定的无碳水性油墨的条件，并且稳定化的$NH_4^+/S^{2-}$离子浓度影响沉积的吸收剂层的质量。室温合成和稳定的水性墨水配方的使用使该方法适合卷对卷制造和升级。
2019-06-21 cond-mat.mtrl-sci
Novel one-pot sol-gel synthesis route of Fe3C/few-layered graphene core/shell nanoparticles embedded in a carbon matrix
提出一锅两步表面活性剂溶胶-凝胶法，在碳基体中制备少层石墨烯包覆的单相 Fe3C 核壳纳米颗粒，并验证其结构、磁性与耐腐蚀稳定性。
2023-09-24 cond-mat.mtrl-sci
Recent advances in the internal functionalization of carbon nanotubes: synthesis, optical, and magnetic resonance studies
单壁碳纳米管（SWCNT）内部的中空为研究这种受限环境中的化学反应和研究管特性提供了独特的自由度。本文综述了如何将富勒烯、磁性富勒烯、富含$^{13}$ C同位素的富勒烯和有机溶剂封装在单壁碳纳米管中，使人们能够对它们的电子、光学和界面性质产生前所未有的了解，并研究它们的生长。通过高温退火将包封的C $_{60}$富勒烯转化为内管。内管独特的低缺陷浓度使其成为研究直径相关处理（如打开和关闭管）效果的理想选择。从富含$^{13}$ C的包封有机溶剂中实现了内管的生长，这表明富勒烯并不具有突出的作用，这为探索管内化学开辟了新的视角。磁性富勒烯，如N@C $_{60}$和C $_{59}$ N的封装是使用ESR证明。从富含$^{13}$ C的富勒烯生长内管提供了独特的同位素工程异源系统，其中外管含有天然碳，并且内壁可控地富含$^{13}$ C同位素。该材料能够识别内管的振动模式，否则内管的振动模式与外管模式强烈重叠。该材料的$^{13}$ C NMR信号对于小直径SWCNT是特异性的。温度和场相关的$^{13}$ C $T_1$的研究表明，一个统一的金属类电子状态的所有内管和一个低能量，3 meV的差距被观察到，被分配到一个长期寻求Peierls过渡。
2007-01-31 cond-mat.mtrl-sci
Efficient Growth and Characterization of One Dimensional Transition Metal Tellurides Inside Carbon Nanotubes
原子薄的一维（1D）范德华线的过渡金属monochalocogenides（TdR）已被预期为集成纳米电子学的有前途的构建块。虽然在过去的几十年里，科学家们一直无法可靠地生产TMM纳米线，但我们最终展示了在碳纳米管（CNT）内自下而上制造MoTe纳米线的方法。尽管如此，目前的合成方法是基于反应性MoTe2的真空退火，并限制了对各种TdR的访问。在这里，我们报告了一个扩展的框架，高产率合成的一维碲化物，包括WTe，一个前所未有的家庭的碲。实验和理论分析表明，选择合适的金属氧化物作为前体提供了有用的产率为他们的表征。这些TMM纳米线在可见光区域表现出显著的光吸收。更重要的是，可以通过封装不同的TMM纳米线来调节CNT的电子性质。
2020-05-22 cond-mat.mtrl-sci
Carbon nanotube synthesis and spinning as macroscopic fibers assisted by the ceramic reactor tube
碳纳米管（CNT）的宏观纤维已经成为一种理想的结构，以利用CNT构建块的特殊性能，应用范围从能量存储到结构复合材料的增强。可控合成和可扩展性是进一步实现CNT纤维潜力的最紧迫挑战之一。这项工作表明，在研究和工业中使用的直接纺丝方法中，在浮动催化剂化学气相条件下，陶瓷反应器管在CNT生长中发挥了意想不到的积极作用，例如，当莫来石（Al 4 + 2xSi 2 - 2xO 10-x（x = 0.4））代替氧化铝（Al 2 O3），但在层数、纯度或石墨化度方面不影响CNT形态。这种行为已被证实为不同的碳源和生长时，无论是主要的单壁或多壁碳纳米管通过调节促进剂浓度。在CNT纤维织物样品中偶尔发现的大Si基杂质的分析（归因于最终被困在多孔纤维中的反应器管碎片）表明反应器管的作用是催化烃的热分解，烃随后与漂浮的Fe催化剂纳米颗粒反应并产生CNT的挤出和气凝胶的形成。反应器气体分析证实，在不存在Fe催化剂颗粒的情况下发生碳源的广泛热分解，并且不同碳物质（例如二氧化碳和乙烯）的浓度对反应器管类型敏感。这些发现为通过在催化剂颗粒处将前体分解与CNT挤出解耦来控制CNT纤维的合成开辟了新途径。
2020-11-19 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Narrow-gap Semiconducting Superhard Amorphous Carbon with Superior Toughness
在极端压力下，可以从纳米结构的前体中产生具有非凡物理化学性质的新碳形式。然而，这种令人着迷的材料的合成往往没有得到很好的理解，结果，如C60前体的情况下，在结果的不可再现性和阻碍材料设计的进一步进展。在这里，具有0.1-0.3 eV带隙的半导体非晶碳以及各向同性超硬度和优于单晶金刚石和无机玻璃的韧性的优点由富勒烯在高压和中等温度下的转化产生。通过使用丰富的互补表征方法，这有助于建立一个模型的转换，可用于进一步的高p，T合成的新型纳米碳系统的先进应用进行了系统的调查的结构和键合的演变。所生产的无定形碳材料具有金刚石和石墨烯无法实现的苛刻光电应用的潜力
2021-06-15 cond-mat.mtrl-sci
Rapid Synthesis of Thermoelectric SnSe Thin Films by MPCVD
微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）传统上用于合成碳基材料，例如金刚石、碳纳米管和石墨烯。在这里，我们报告了一个快速和无催化剂的生长SnSe薄膜可以实现通过使用单模MPCVD与适当的源材料。结合显微镜图像、X射线衍射图和晶格振动模式的分析表明，所生长的薄膜主要由（111）方向的正交结构的SnSe多晶组成。进一步的热电（TE）特性表明，SnSe薄膜在600 K时的功率因数达到3.98 μW cm-1 K-2，与SnSe薄膜的最高报道值相当。我们的研究结果可能为快速合成新型材料如Ⅳ-Ⅵ族化合物开辟了一条途径，并有助于这些材料的TE应用。
2020-01-01 cond-mat.mtrl-sci
